So sánh hiệu năng và ứng dụng vật liệu dây và cáp TPE và TPU

Ít khói | Không chứa halogen | Chống cháy

Hiện nay, chất đàn hồi nhiệt dẻo được nhiều người ưa chuộng. Dây và cáp Các nhà máy sản xuất vật liệu này vì những ưu điểm về độ đàn hồi cao, tính linh hoạt và cảm giác mịn màng. Do vật liệu PVC bị hạn chế trong nhiều trường hợp, tính đàn hồi của nhựa nhiệt dẻo đã được thúc đẩy mạnh mẽ.

Trong 15 năm qua, Trung Quốc đã phát triển ngày càng nhiều loại chất đàn hồi nhiệt dẻo chống cháy. Các chất đàn hồi nhiệt dẻo chống cháy, đặc biệt là TPE và TPU, đã được sử dụng rộng rãi trong các đường dây dữ liệu sản phẩm tiêu dùng, đường dây bọc cách điện và đường dây cách điện cho các trạm sạc năng lượng mới, và các đường dây cao áp trong xe hơi.

Tuy nhiên, vẫn còn nhiều vấn đề khách quan trong nghiên cứu về khả năng chống cháy của chất đàn hồi nhiệt dẻo. Ví dụ, nhiều người thường hỏi sự khác biệt giữa TPE và TPU là gì. Bài viết này chủ yếu thảo luận ngắn gọn về đặc điểm, so sánh hiệu năng và ứng dụng của vật liệu dây và cáp nhiệt dẻo TPE và TPU.

01 Ứng dụng của TPE trong lĩnh vực dây và cáp

TPE là viết tắt của chất đàn hồi nhiệt dẻo với SEBS làm nhựa nền. SEBS là một copolyme khối gồm styren (S)-etylen (E)/buten (B)-styren (S).

Các liên kết đôi trong SEBS, tức là SBS, được bão hòa bằng quá trình hydro hóa, do đó SEBS có khả năng chống chịu thời tiết, chịu nhiệt, chống biến dạng do nén và các đặc tính cơ học tuyệt vời.

(1) Sản phẩm SEBS có hiệu suất cách điện tuyệt vời, không độc hại, chịu được thời tiết và lão hóa, độ dẻo dai tốt và độ bền cao, đồng thời có phạm vi nhiệt độ rộng. Chúng là vật liệu tuyệt vời để làm vỏ ngoài và băng cách điện của dây và cáp. Chúng chủ yếu được sử dụng trong thiết bị đầu cuối thông minh di động và thiết bị gia dụng và các lĩnh vực khác.

Hiện nay, việc thay thế PVC trong lĩnh vực dây dẫn điện áp thấp (như dây tai nghe, dây sạc, dây USB, dây âm thanh/video, dây máy tính, v.v.) đã trở thành xu hướng phổ biến.

(2) Do các sản phẩm điện tử tiêu dùng có đặc điểm cập nhật nhanh và tuổi thọ ngắn, với sự xuất hiện của kỷ nguyên nâng cấp tiêu dùng, các sản phẩm liên quan đến SEBS có tiềm năng phát triển rất lớn trong ngành này.

Với nhu cầu ngày càng tăng về khả năng chống cháy và bảo vệ môi trường của cáp trong và ngoài nước, cùng với sự cải thiện mức tiêu dùng của người dân, xu hướng sử dụng các sản phẩm SEBS chống cháy hiệu suất cao đang dần thay thế các sản phẩm truyền thống.Cáp này Các chất nền như PVC và CPE ngày càng trở nên phổ biến trong tương lai, và triển vọng ứng dụng rất rộng mở. Hiện nay, nhu cầu thị trường về việc cải tiến khả năng chống cháy và phát triển các vật liệu hiệu suất cao bằng SEBS rất lớn.

Vật liệu TPE chức năng đặc biệt: Với việc ứng dụng và phát triển các công nghệ mới trong vật liệu TPE, vật liệu TPE chức năng đặc biệt hiện nay chủ yếu bao gồm TPE dẫn điện, TPE chống tĩnh điện, vật liệu cách điện TPE, XLTPO liên kết ngang bằng bức xạ, TPE có độ đàn hồi cao, TPE chống cháy cao, v.v.

02 Ứng dụng của TPU trong lĩnh vực dây và cáp

TPU là chất đàn hồi polyurethane nhiệt dẻo, là một copolyme khối tuyến tính được tạo ra bằng phản ứng giữa diisocyanat và polyol mạch lớn, chất kéo dài chuỗi/chất liên kết ngang và một lượng nhỏ chất phụ gia. Một loại chủ yếu là vật liệu polyurethane, loại còn lại chủ yếu là loại polyete.

Nó thường là một polyme khối, và PU thu được bằng cách cho polyol mạch dài phản ứng với isocyanate được sử dụng làm đoạn mềm, còn PU thu được bằng cách cho diol mạch ngắn phản ứng với isocyanate được sử dụng làm đoạn cứng.

Các ứng dụng của chất đàn hồi TPU trong dây dẫn và cáp chủ yếu nằm trong các lĩnh vực sau:

• Dây dẫn điện ô tô: Dây dẫn điện hệ thống chống bó cứng phanh (ABS), dây cáp đồng hồ đo quãng đường, dây cáp thông tin liên lạc ô tô, dây cáp vỏ chống cháy cho ắc quy sạc, v.v.;

•Cáp thăm dò địa chất: cáp thăm dò mỏ dầu/đại dương/đất liền, cáp dò sóng địa chấn, v.v.;

• Dây điện tử tiêu dùng: dây cáp tai nghe (chống cháy) Cáp dữ liệu Dùng để sạc điện thoại di động, cáp âm thanh, cáp USB, cáp phụ kiện máy tính, v.v.;

• Cáp năng lượng và công nghiệp: cáp máy tính CNC, cáp điện gió, cáp khai thác mỏ, cáp điện năng lượng;

• Cáp truyền thông có dây: cáp quang bọc dây dẫn, yêu cầu khả năng chống cháy;

• Dây cáp thiết bị y tế: dây cáp điện tâm đồ, dây cáp máy đo nồng độ oxy trong máu, dây cáp điện cực, dây cáp máy mát-xa.

03 So sánh hiệu năng của vật liệu dây và cáp TPE và TPU

(1) TPU có độ bền tốt hơn TPE, độ bền kéo và tỷ lệ giãn dài: Độ bền kéo của TPU gấp 2 đến 3 lần so với cao su tự nhiên và cao su tổng hợp, và TPU có khả năng chống uốn tốt; khả năng chống mài mòn tốt, giá trị mài mòn Taber là 0,35-0,5mg, là nhỏ nhất trong số các loại nhựa, do đó nó có khả năng chống rách da tốt.

(2) Cảm giác và hiệu suất mềm của TPE và TPU: TPE có thể điều chỉnh độ cứng và độ dẻo từ phạm vi rộng từ 0 độ đến 99A, trong khi phạm vi độ cứng của TPU là 60~95A, và nó vẫn duy trì độ đàn hồi khi độ cứng trên 85A. Đây là đặc điểm mà các chất đàn hồi khác không có, do đó TPU có khả năng chịu tải cao và hiệu quả hút và xả tốt; cảm giác của hai loại này khá khác nhau ở các phạm vi độ cứng khác nhau, và nó thích ứng với các trường hợp khác nhau theo yêu cầu; TPE có sự mất mát đàn hồi lớn trong các trường hợp độ cứng cao.

(3) Polyether TPU và TPE có khả năng chống nước tốt, nhưng polyester TPU có khả năng chống nước kém; TPU có khả năng chống dầu tốt hơn TPE.

(4) Khả năng chống tia UV của polyester TPU tương đối kém và dễ bị ố vàng. Do vòng benzen của đoạn cứng polyurethane và chất đóng rắn thơm liên hợp với este axit cacboxylic nên xảy ra quá trình oxy hóa và sắp xếp lại, tạo thành cấu trúc quinone với các nhóm tạo màu, do đó tạo ra liên kết không bão hòa trong đoạn polymer; dưới tác động của tia cực tím, năng lượng "gốc tự do" được cung cấp cho phản ứng thay đổi màu sắc, cung cấp đủ năng lượng để phá hủy các liên kết hóa học của hầu hết các polymer, kích hoạt phản ứng oxy hóa tự động và gây ra sự lão hóa và suy thoái.

Khả năng chống ố vàng của polyether TPU tốt hơn so với polyester TPU. Sau khi được cải tiến, nó có thể cải thiện khả năng chống tia UV, đảm bảo không bị ố vàng trong vòng 1 đến 2 năm. Khả năng chống tia UV của TPE nói chung tốt hơn so với TPU, vì vậy TPE có khả năng giữ màu tốt hơn nhiều so với TPU.

Tóm lại, TPU polyether có ưu điểm là khả năng chống thủy phân, chống nấm mốc, độ đàn hồi cao và khả năng hoạt động ở nhiệt độ thấp. TPU polyester có ưu điểm là độ bền kéo cao, tính linh hoạt, khả năng chống mài mòn, chống dung môi, chống oxy hóa và chịu nhiệt độ cao.

04. Gia công và tạo hình vật liệu dây và cáp TPE và TPU và so sánh chi phí

So sánh quy trình gia công và tạo hình vật liệu dây và cáp TPE và TPU:

(1) TPU rất dễ hấp thụ nước. Nó cần được sấy khô ở 100℃*3~4H trước khi xử lý, trong khi TPE được sấy khô ở 70~80℃*2H;

(2) Yêu cầu đối với máy đùn TPU. Máy đùn ba cấp trục vít đơn với tỷ lệ L/D từ 20-30 và tỷ lệ nén từ 2-4 là phù hợp để gia công TPU; khe hở giữa trục vít và ống dẫn vật liệu khoảng 0,1-0,2mm. Thiết kế trục vít tối ưu cần tránh ma sát mạnh và quá nhiệt, gây ra hiện tượng phân hủy và nứt vỡ vật liệu, từ đó làm giảm tính chất cơ học của sản phẩm.

Tốc độ quay của trục vít phụ thuộc vào đường kính của trục vít. Vì TPU rất nhạy cảm với việc chiên và cắt, tốc độ quá cao dễ dẫn đến nứt TPU. Nếu tốc độ quá thấp, cũng sẽ dẫn đến nứt do thời gian lưu trú lâu. Thông thường, tốc độ trục vít được đặt trong khoảng 25-60 vòng/phút, trong khi TPE yêu cầu máy đùn có tốc độ tương đối lỏng.

(3) Trước khi bắt đầu TPU, hãy đảm bảo rằng trục vít, đầu máy và xi lanh trục vít được làm sạch không có góc chết. Tất cả các công đoạn chuẩn bị đã hoàn tất, chẳng hạn như chuẩn bị sản phẩm bán thành phẩm, in ấn và gỡ lỗi, v.v. Bước cuối cùng là thực sự mở sản phẩm hoàn chỉnh trước khi kéo phễu để giải phóng vật liệu vào trục vít. Trong giai đoạn đầu khởi động máy, hãy cố gắng giảm thiểu thời gian lưu lại của cao su trên trục vít. Sau khi vật liệu được xả ra, máy sẽ nhanh chóng khởi động trong vòng 5 phút. Giai đoạn quan trọng này phải được xử lý tốt ngay từ đầu. Hãy chú ý đến thứ tự, và bạn sẽ đạt được kết quả gấp đôi với một nửa công sức.

(4) TPE không nhạy cảm với lực cắt và sẽ không dễ bị phân hủy nếu để lâu. Nó tương đối thuận tiện hơn để xử lý.

So sánh chi phí gia công vật liệu dây và cáp TPE và TPU:

(1) Chi phí của vật liệu TPE và polyester TPU không khác nhau nhiều. Polyester TPU có giá cao hơn một chút, nhưng chi phí của polyether TPU tương đối cao.

(2) Ba loại này có mật độ TPE thấp nhất, tiếp theo là mật độ polyether TPU, và mật độ polyester TPU lớn nhất, và chi phí sử dụng TPE thấp nhất.

Khi so sánh các đặc tính cơ bản của vật liệu TPE và TPU cũng như công nghệ gia công vật liệu, cả hai đều có những ưu điểm và nhược điểm riêng. Tuy nhiên, từ phân tích chuỗi cung ứng công nghiệp TPU và TPE trong nước, kênh thị trường nguyên liệu TPE ổn định và thuận tiện hơn, trong khi phần lớn nguyên liệu sản xuất TPU phụ thuộc vào nhập khẩu, và quy trình sản xuất trong nước còn tương đối lạc hậu, do đó khó đảm bảo tính ổn định của sản phẩm. Đặc điểm nguyên liệu của mỗi nhà sản xuất khá khác biệt. Các nhà sản xuất chất đàn hồi cần hiểu rõ điều này để thúc đẩy phát triển ứng dụng và cải tiến.

Thông qua việc nghiên cứu sâu cấu trúc bên trong vật liệu, giám sát thời gian thực các thay đổi hiệu suất và liên tục xác định tính ổn định, khả năng tương thích và độ bền của dây dẫn trong điều kiện biển khắc nghiệt đã được chứng minh. Hướng tới tương lai, việc liên tục cải tiến vật liệu và cấu trúc của đường dây truyền tải ngầm dưới biển chắc chắn sẽ tạo nền tảng vững chắc hơn cho việc khai thác và ứng dụng tài nguyên biển.       

Thượng Hải Lan Sinh Cáp có thể đáp ứng nhiều nhu cầu về cáp khác nhau của bạn.