Сравнение характеристик и области применения материалов для проводов и кабелей из TPE и TPU.

Низкое дымообразование | Не содержит галогенов | Огнестойкий

Термопластичные эластомеры в настоящее время пользуются большим спросом. Провода и кабели Заводы используют ПВХ для производства изделий из ПВХ, ценя его преимущества: высокую эластичность, гибкость и гладкую поверхность. Поскольку использование ПВХ-материалов во многих случаях ограничено, активно продвигается использование термопластичных эластичных материалов.

За последние 15 лет в Китае наблюдается рост разработки огнестойких термопластичных эластомеров. Огнестойкие термопластичные эластомеры, особенно ТПЭ и ТПУ, широко используются в линиях электропередачи потребительских товаров, в защитных оболочках и изолированных линиях зарядных станций для электростанций, а также в высоковольтных линиях электропередачи в транспортных средствах.

Однако в исследованиях огнестойкости термопластичных эластомеров по-прежнему остается множество объективных проблем. Например, часто спрашивают, в чем разница между ТПЭ и ТПУ. В данной статье в основном кратко рассматриваются характеристики, сравнение эксплуатационных свойств и области применения термопластичных эластомеров ТПЭ и ТПУ в качестве материалов для проводов и кабелей.

01 Применение термоэластопласта в области производства проводов и кабелей

TPE обозначает термопластичный эластомер, в котором в качестве матричной смолы используется SEBS. SEBS представляет собой блок-сополимер, состоящий из стирола (S)-этилена (E)/бутена (B)-стирола (S).

Двойные связи в SEBS, то есть SBS, насыщены в результате гидрирования, поэтому SEBS обладает хорошей атмосферостойкостью, термостойкостью, устойчивостью к деформации при сжатии и превосходными механическими свойствами.

(1) Продукция SEBS обладает превосходными электроизоляционными свойствами, нетоксична, устойчива к атмосферным воздействиям и старению, обладает хорошей гибкостью и высокой прочностью, а также имеет широкий температурный диапазон. Это отличные материалы для изготовления наружных оболочек и изоляционных лент проводов и кабелей. В основном используется в мобильных смарт-терминалах, бытовой технике и других областях.

В настоящее время наблюдается общая тенденция к замене ПВХ в низковольтных проводах (таких как кабели для наушников, зарядные кабели, USB-кабели, аудио/видеокабели, компьютерные кабели и т. д.).

(2) Поскольку потребительская электронная техника характеризуется быстрыми обновлениями и коротким сроком службы, с наступлением эры модернизации потребления у продукции, связанной с SEBS, есть огромный потенциал для развития в этой отрасли.

В связи с растущими требованиями к огнестойкости и экологичности кабелей как внутри страны, так и за рубежом, а также с продолжающимся повышением уровня потребления, наблюдается тенденция к замене высокоэффективных огнестойких изделий из SEBS-материалов.Этот кабель Использование таких материалов, как ПВХ и CPE, в будущем будет становиться все более распространенным, а перспективы их применения весьма широки. В настоящее время существует большой рыночный спрос на модификацию с использованием SEBS в качестве огнестойкого материала и разработку высокоэффективных решений.

Специальные функциональные термопластичные эластомеры (ТПЭ): В связи с применением и развитием новых технологий в области термопластичных эластомеров, к современным специальным функциональным ТПЭ относятся в основном проводящие ТПЭ, антистатические ТПЭ, изоляционные ТПЭ, облученные сшитые XLTPO, высокоэластичные ТПЭ, высокоогнестойкие ТПЭ и др.

02 Применение ТПУ в области производства проводов и кабелей

ТПУ (термопластичный полиуретановый эластомер) — это линейный блок-сополимер, получаемый в результате реакции диизоцианата с макромолекулярным полиолом, удлинителем цепи/сшивающим агентом и небольшим количеством добавок. Один из них — преимущественно полиуретановый материал, а другой — преимущественно полиэфирный.

Обычно это блок-сополимер, при этом полиуретан, полученный в результате реакции длинноцепочечного полиола с изоцианатом, используется в качестве мягкого сегмента, а полиуретан, полученный в результате реакции короткоцепочечного диола с изоцианатом, используется в качестве жесткого сегмента.

Эластомеры из термопластичного полиуретана (ТПУ) применяются в основном в следующих областях:

• Автомобильные жгуты проводов: жгуты проводов антиблокировочной системы (ABS), трос одометра, автомобильный коммуникационный кабель, кабель с огнестойкой оболочкой зарядной станции и т. д.;

• Георазведочные кабели: кабели для разведки нефтяных месторождений, океанов и суши, кабели для обнаружения сейсмических волн и т. д.;

• Провода для бытовой электроники: кабель для наушников (огнестойкий) Кабель передачи данных для зарядки мобильных телефонов, аудиокабелей, USB-кабелей, кабелей для компьютерных аксессуаров и т. д.;

• Энергетические и промышленные кабели: кабели для станков с ЧПУ, кабели для ветроэнергетики, кабели для горнодобывающей промышленности, силовые кабели;

• Кабель связи: волоконно-оптический кабель в оболочке, с обязательным огнезащитным покрытием;

• Кабели для медицинского оборудования: кабель для электрокардиограммы, кабель для измерения уровня кислорода в крови, кабель для электродов, кабель для массажера.

03 Сравнение характеристик материалов проводов и кабелей из TPE и TPU

(1) ТПУ обладает большей прочностью, чем ТПЭ, прочностью на растяжение и коэффициентом удлинения: прочность на растяжение ТПУ в 2-3 раза выше, чем у натурального и синтетического каучука, а также обладает хорошей устойчивостью к изгибу; хорошей износостойкостью, значение износа Табера составляет 0,35-0,5 мг, что является наименьшим показателем среди пластмасс, поэтому он обладает хорошей устойчивостью к разрыву поверхности.

(2) Тактильные свойства и мягкость TPE и TPU: TPE может регулировать твердость и гибкость в широком диапазоне от 0 до 99A, в то время как диапазон твердости TPU составляет 60–95A, и он сохраняет эластичность даже при твердости выше 85A. Это характеристика, которой не обладают другие эластомеры, поэтому TPU обладает высокой несущей способностью и хорошим эффектом всасывания и отвода; тактильные ощущения от двух материалов значительно различаются в зависимости от диапазона твердости, и они адаптируются к различным условиям в соответствии с требованиями; TPE имеет большую потерю эластичности при высокой твердости.

(3) Полиэфирные ТПУ и ТПЭ обладают хорошей водостойкостью, но полиэфирный ТПУ обладает плохой водостойкостью; ТПУ обладает лучшей маслостойкостью, чем ТПЭ.

(4) Полиэфирный ТПУ обладает относительно низкой УФ-стойкостью и склонен к пожелтению. Поскольку бензольное кольцо жесткого сегмента полиуретана и ароматический отвердитель сопряжены с эфиром карбоновой кислоты, происходит окисление и перегруппировка, образуя хиноновую структуру с хромогенными группами, тем самым создавая ненасыщенную связь в сегменте полимера; под действием ультрафиолетовых лучей энергия «свободных радикалов» обеспечивает реакцию изменения цвета, что дает достаточно энергии для разрушения химических связей большинства полимеров, запуска автоматической реакции окисления и вызывает старение и деградацию.

Устойчивость к пожелтению полиэфирного ТПУ лучше, чем у полиэфирного ТПУ. Модификация улучшает его защиту от УФ-излучения, гарантируя, что он не пожелтеет в течение 1-2 лет. Защита от УФ-излучения ТПЭ, как правило, лучше, чем у ТПУ, поэтому устойчивость цвета у ТПЭ значительно выше, чем у ТПУ.

В заключение, полиэфирные ТПУ обладают такими преимуществами, как устойчивость к гидролизу, устойчивость к плесени, высокая эластичность и термостойкость. Полиэфирные ТПУ, в свою очередь, обладают такими преимуществами, как высокая прочность на разрыв, гибкость, износостойкость, устойчивость к растворителям, стойкость к окислению и термостойкость.

04. Обработка и формовка материалов для проводов и кабелей из TPE и TPU и сравнение затрат.

Сравнение методов обработки и формовки материалов для проводов и кабелей из термоэластопласта (TPE) и термополиуретана (TPU):

(1) ТПУ очень легко впитывает воду. Перед обработкой его необходимо сушить при 100℃ в течение 3–4 часов, тогда как ТПЭ сушит при 70–80℃ в течение 2 часов;

(2) Требования к экструдерам для ТПУ. Для обработки ТПУ подходят одношнековые трехступенчатые экструдеры с соотношением L/D от 20 до 30 и степенью сжатия от 2 до 4; зазор между шнеками и трубами для материала составляет около 0,1-0,2 мм. Оптимальная конструкция шнека должна исключать сильное трение и перегрев, вызывающие разложение и растрескивание материала, что приводит к снижению механических свойств продукта.

Скорость вращения шнека зависит от его диаметра. Поскольку ТПУ чувствителен к жарке и резке, слишком высокая скорость может легко привести к растрескиванию ТПУ. Если же скорость слишком низкая, это также приведет к растрескиванию из-за длительного времени пребывания материала в экструдере. Обычно скорость вращения шнека устанавливается в диапазоне 25-60 об/мин, тогда как для ТПЭ требуется относительно свободный экструдер.

(3) Перед запуском TPU убедитесь, что шнек, головка машины и цилиндр шнека очищены от застойных зон. Все подготовительные работы завершены, такие как подготовка полуфабриката, печать и отладка и т. д. Последний шаг — это действительно открыть готовое изделие перед тем, как вытащить бункер для подачи материала в шнек. На начальном этапе запуска машины постарайтесь минимизировать время пребывания резины на шнеке. После выгрузки материала машина быстро запустится в течение 5 минут. Этот критический период необходимо тщательно контролировать на начальном этапе. Соблюдайте порядок действий, и вы получите вдвое больший результат при вдвое меньших усилиях.

(4) ТПЭ не чувствителен к сдвигу и не разлагается легко при длительном хранении. Его относительно проще обрабатывать.

Сравнение затрат на обработку материалов для проводов и кабелей из термоэластопласта (TPE) и термополиуретана (TPU):

(1) Стоимость материала TPE и полиэфирного TPU не сильно различается. Полиэфирный TPU немного дороже, но стоимость полиэфирного TPU относительно высока.

(2) Все три имеют самую низкую плотность ТПЭ, за ними следует плотность полиэфирного ТПУ, а также самую высокую плотность полиэфирного ТПУ и самую низкую стоимость использования ТПЭ.

Сравнивая основные свойства материалов TPE и TPU, а также технологии их обработки, можно выделить оба типа материалов, каждый из которых имеет свои преимущества и недостатки. Однако, анализ цепочек поставок в отечественной индустрии TPU и TPE показывает, что рынок сырья для TPE более стабилен и удобен, в то время как большая часть сырья для производства TPU зависит от импорта, а отечественный производственный процесс относительно отсталый, поэтому обеспечить стабильность продукции сложно. Характеристики сырья у разных производителей значительно различаются. Нашим коллегам-производителям эластомеров необходимо достаточно хорошо понимать эти характеристики, чтобы облегчить разработку и модификацию материалов.

Благодаря углубленному изучению внутренней структуры материала, мониторингу изменений характеристик в реальном времени и непрерывной проверке стабильности, продемонстрирована совместимость и долговечность проводов в суровых морских условиях. В перспективе, непрерывное совершенствование материалов и конструкции подводных линий электропередачи неизбежно заложит более прочную основу для добычи и применения морских ресурсов.       

Шанхай Ланьшэн Кабель может удовлетворить ваши разнообразные потребности.