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發(fā)泡知識講解 - 無圖版
lupuming --- 2007-08-06 20:49:21
1
發(fā)泡知識講解
發(fā)泡的目的及優(yōu)點(diǎn).
使制品輕量化,同時可以降低材料成本,但降低材料的介電系數(shù)才是主要目的.
介電常數(shù)小、高頻衰減低、性能穩(wěn)定、防水防潮和彎曲性好、電纜外徑小、使用壽命長等優(yōu)點(diǎn).
機(jī)械性能和電性性能良好.
發(fā)泡的缺點(diǎn).
附著力較差、強(qiáng)度差.
發(fā)泡的原理
物理發(fā)泡是利用塑料擠出過程中直接注入氣體或液態(tài)氣體來實(shí)現(xiàn)發(fā)泡絕緣,物理發(fā)泡的制造方法是采用不產(chǎn)生損耗的氣體用發(fā)泡齊,所以消除了化學(xué)發(fā)泡劑的弊端,即絕緣內(nèi)不存在化學(xué)發(fā)泡方法產(chǎn)生的殘余物或水份,使絕緣的介質(zhì)損耗大幅度下降,物理發(fā)泡可消除化學(xué)發(fā)泡的許多工藝加工限制,易於制得泡孔微小、發(fā)泡均勻的優(yōu)質(zhì)絕緣,特別是可制得發(fā)泡高達(dá)80%的絕緣,而化學(xué)發(fā)泡絕緣的發(fā)泡度僅40%左右.
物理發(fā)泡絕緣材料是由於基本樹脂(絕緣塑料)、發(fā)泡劑和成核劑構(gòu)成,物理發(fā)泡法主要應(yīng)用於聚乙烯,也同樣應(yīng)用於氟塑料.進(jìn)行物理發(fā)泡時,聚合物(即PE絕緣料)應(yīng)同成核劑混合,同時把氣態(tài)或液態(tài)的發(fā)泡劑注入熔融的聚合物中,並令其從熔解狀態(tài)析出,使之在擠出過程中不斷產(chǎn)生凝聚中心與氣泡,成核劑能使氣泡的大小及分布變得均勻.
氮?dú)獍l(fā)泡是通過壓縮空氣啟動注入泵,在一定的壓力下使氮?dú)飧邏罕蒙龎?並通過穩(wěn)流閥進(jìn)行控制,然後從噴頭把氮?dú)庾⑷霐D出機(jī)中,當(dāng)?shù)獨(dú)庠诟邏鹤饔孟?像霧狀一樣噴入擠出機(jī)內(nèi)熔融的聚乙烯之中,同時與聚乙烯中的成核劑發(fā)生核化,擠出後在空氣中形成發(fā)泡絕緣.氮?dú)馕锢戆l(fā)泡的主要過程就是將氮?dú)馊芙忪度廴诘木垡蚁?PE)之中,形成微細(xì)的泡孔結(jié)構(gòu),在擠出機(jī)螺缸內(nèi),含有少量成核劑的PE料經(jīng)加熱攪拌充分塑化後,將氮?dú)庾⑷?
物理發(fā)泡過程中為了易於泡孔生成,還在PE材料中添加一定量的成核劑,常用的主要成份為偶氮二洗胺.
工藝設(shè)備及工藝設(shè)計(jì)
高壓氮?dú)庾⑸湎到y(tǒng),范圍50~700bar,其穩(wěn)定性、密封性要好.
內(nèi)導(dǎo)體預(yù)熱設(shè)備要有足夠的功率,能實(shí)現(xiàn)導(dǎo)體溫度調(diào)節(jié)范圍在常溫
50℃．
芯線的牽引要穩(wěn)定而有力,冷卻水槽要有足夠的長度.
由於成核劑分解誘導(dǎo)期較長且具有突發(fā)性,擠出後仍有殘余,故�？跍囟纫�,否則在高溫環(huán)境中,絕緣層的內(nèi)部會出現(xiàn)泡孔過度生長,導(dǎo)致泡孔破裂、並泡,大小不均,甚至產(chǎn)生開孔狀態(tài)破壞絕緣結(jié)構(gòu).
工藝實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)成核劑含量0.5%左右即能滿足要求,且單對發(fā)泡度而言,PE發(fā)泡料產(chǎn)品在恰當(dāng)工藝條件下均右達(dá)到80%以上.
PE發(fā)泡料的熔體溫度一般為180℃,實(shí)際上由於注氣段之前塑化段較短,溫度應(yīng)設(shè)置得高一些,以實(shí)現(xiàn)熔體較充分的塑化.機(jī)頭區(qū)域溫度要降低,整個溫度設(shè)置由前到後逐步收斂,呈類似正弦波分布曲線,效果較好.
氮?dú)獾淖⑷胛恢迷跈C(jī)身的中段,其工藝參數(shù)的設(shè)置對能否實(shí)現(xiàn)高發(fā)泡度至關(guān)重要,由分子熱力學(xué)原理可知分子熱動力越快(溫度高),密度越大,其表現(xiàn)出來的壓力越大.隨著熵的增加,分子熱運(yùn)動不一樣的兩個系統(tǒng)發(fā)生交流後,將趨於均衡.
由於物理發(fā)泡絕緣層厚度為泡沫結(jié)構(gòu),冷卻時由外向內(nèi)逐步固化,過程很慢,故應(yīng)采用壓力式或半壓力式模具.
物理發(fā)泡絕緣的隔層擠出技術(shù)
三層絕緣
與傳統(tǒng)的線纜發(fā)泡絕緣技術(shù)不同的是,隔層擠出工藝可使絕緣獲得內(nèi)層、發(fā)泡層和外層的三層結(jié)構(gòu).各層均有特別的作用,其中：
1).內(nèi)層擠包在導(dǎo)體上,這是一層很薄的實(shí)心層,標(biāo)稱厚度為10um,它使
得導(dǎo)體和絕緣層間有良好的附著性,因厚度很薄,故對絕緣整體的性
能影響很小,內(nèi)層應(yīng)盡可能薄,導(dǎo)體上的內(nèi)層厚度越薄,則要求擠出
機(jī)的擠出量越穩(wěn)定.
2).發(fā)泡層作為絕緣介質(zhì),要求其發(fā)泡度盡可能高,對於線纜而言,計(jì)算
和實(shí)際生產(chǎn)均傾向要求有60%的發(fā)泡度；對於較厚的絕緣層(如小同
軸電纜),發(fā)泡度高達(dá)70%,聚乙烯通常用作發(fā)泡層的材料.
3).外層則可保證機(jī)械強(qiáng)度和良好的表面質(zhì)量,提高整個絕緣層的耐磨
性,目前線纜絕緣用的聚乙烯也適用於表層材料,外層的厚度約為
50um,它取決於電纜的結(jié)構(gòu)和要求.
發(fā)泡的目的及優(yōu)點(diǎn).
使制品輕量化,同時可以降低材料成本,但降低材料的介電系數(shù)才是主要目的.
介電常數(shù)小、高頻衰減低、性能穩(wěn)定、防水防潮和彎曲性好、電纜外徑小、使用壽命長等優(yōu)點(diǎn).
機(jī)械性能和電性性能良好.
發(fā)泡的缺點(diǎn).
附著力較差、強(qiáng)度差.
發(fā)泡的原理
物理發(fā)泡是利用塑料擠出過程中直接注入氣體或液態(tài)氣體來實(shí)現(xiàn)發(fā)泡絕緣,物理發(fā)泡的制造方法是采用不產(chǎn)生損耗的氣體用發(fā)泡齊,所以消除了化學(xué)發(fā)泡劑的弊端,即絕緣內(nèi)不存在化學(xué)發(fā)泡方法產(chǎn)生的殘余物或水份,使絕緣的介質(zhì)損耗大幅度下降,物理發(fā)泡可消除化學(xué)發(fā)泡的許多工藝加工限制,易於制得泡孔微小、發(fā)泡均勻的優(yōu)質(zhì)絕緣,特別是可制得發(fā)泡高達(dá)80%的絕緣,而化學(xué)發(fā)泡絕緣的發(fā)泡度僅40%左右.
物理發(fā)泡絕緣材料是由於基本樹脂(絕緣塑料)、發(fā)泡劑和成核劑構(gòu)成,物理發(fā)泡法主要應(yīng)用於聚乙烯,也同樣應(yīng)用於氟塑料.進(jìn)行物理發(fā)泡時,聚合物(即PE絕緣料)應(yīng)同成核劑混合,同時把氣態(tài)或液態(tài)的發(fā)泡劑注入熔融的聚合物中,並令其從熔解狀態(tài)析出,使之在擠出過程中不斷產(chǎn)生凝聚中心與氣泡,成核劑能使氣泡的大小及分布變得均勻.
氮?dú)獍l(fā)泡是通過壓縮空氣啟動注入泵,在一定的壓力下使氮?dú)飧邏罕蒙龎?並通過穩(wěn)流閥進(jìn)行控制,然後從噴頭把氮?dú)庾⑷霐D出機(jī)中,當(dāng)?shù)獨(dú)庠诟邏鹤饔孟?像霧狀一樣噴入擠出機(jī)內(nèi)熔融的聚乙烯之中,同時與聚乙烯中的成核劑發(fā)生核化,擠出後在空氣中形成發(fā)泡絕緣.氮?dú)馕锢戆l(fā)泡的主要過程就是將氮?dú)馊芙忪度廴诘木垡蚁?PE)之中,形成微細(xì)的泡孔結(jié)構(gòu),在擠出機(jī)螺缸內(nèi),含有少量成核劑的PE料經(jīng)加熱攪拌充分塑化後,將氮?dú)庾⑷?
物理發(fā)泡過程中為了易於泡孔生成,還在PE材料中添加一定量的成核劑,常用的主要成份為偶氮二洗胺.
工藝設(shè)備及工藝設(shè)計(jì)
高壓氮?dú)庾⑸湎到y(tǒng),范圍50~700bar,其穩(wěn)定性、密封性要好.
內(nèi)導(dǎo)體預(yù)熱設(shè)備要有足夠的功率,能實(shí)現(xiàn)導(dǎo)體溫度調(diào)節(jié)范圍在常溫
50℃．
芯線的牽引要穩(wěn)定而有力,冷卻水槽要有足夠的長度.
由於成核劑分解誘導(dǎo)期較長且具有突發(fā)性,擠出後仍有殘余,故�？跍囟纫�,否則在高溫環(huán)境中,絕緣層的內(nèi)部會出現(xiàn)泡孔過度生長,導(dǎo)致泡孔破裂、並泡,大小不均,甚至產(chǎn)生開孔狀態(tài)破壞絕緣結(jié)構(gòu).
工藝實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)成核劑含量0.5%左右即能滿足要求,且單對發(fā)泡度而言,PE發(fā)泡料產(chǎn)品在恰當(dāng)工藝條件下均右達(dá)到80%以上.
PE發(fā)泡料的熔體溫度一般為180℃,實(shí)際上由於注氣段之前塑化段較短,溫度應(yīng)設(shè)置得高一些,以實(shí)現(xiàn)熔體較充分的塑化.機(jī)頭區(qū)域溫度要降低,整個溫度設(shè)置由前到後逐步收斂,呈類似正弦波分布曲線,效果較好.
氮?dú)獾淖⑷胛恢迷跈C(jī)身的中段,其工藝參數(shù)的設(shè)置對能否實(shí)現(xiàn)高發(fā)泡度至關(guān)重要,由分子熱力學(xué)原理可知分子熱動力越快(溫度高),密度越大,其表現(xiàn)出來的壓力越大.隨著熵的增加,分子熱運(yùn)動不一樣的兩個系統(tǒng)發(fā)生交流後,將趨於均衡.
由於物理發(fā)泡絕緣層厚度為泡沫結(jié)構(gòu),冷卻時由外向內(nèi)逐步固化,過程很慢,故應(yīng)采用壓力式或半壓力式模具.
物理發(fā)泡絕緣的隔層擠出技術(shù)
三層絕緣
與傳統(tǒng)的線纜發(fā)泡絕緣技術(shù)不同的是,隔層擠出工藝可使絕緣獲得內(nèi)層、發(fā)泡層和外層的三層結(jié)構(gòu).各層均有特別的作用,其中：
1).內(nèi)層擠包在導(dǎo)體上,這是一層很薄的實(shí)心層,標(biāo)稱厚度為10um,它使
得導(dǎo)體和絕緣層間有良好的附著性,因厚度很薄,故對絕緣整體的性
能影響很小,內(nèi)層應(yīng)盡可能薄,導(dǎo)體上的內(nèi)層厚度越薄,則要求擠出
機(jī)的擠出量越穩(wěn)定.
2).發(fā)泡層作為絕緣介質(zhì),要求其發(fā)泡度盡可能高,對於線纜而言,計(jì)算
和實(shí)際生產(chǎn)均傾向要求有60%的發(fā)泡度；對於較厚的絕緣層(如小同
軸電纜),發(fā)泡度高達(dá)70%,聚乙烯通常用作發(fā)泡層的材料.
3).外層則可保證機(jī)械強(qiáng)度和良好的表面質(zhì)量,提高整個絕緣層的耐磨
性,目前線纜絕緣用的聚乙烯也適用於表層材料,外層的厚度約為
50um,它取決於電纜的結(jié)構(gòu)和要求.
cuijiude --- 2007-08-07 12:43:36
2
物理發(fā)泡用的成核劑主要成份是什么，有誰清楚？
jack123456 --- 2007-08-07 15:22:36
3
請cuijiude指教,真的好像不明白具體的成份?
cuijiude --- 2007-08-08 12:38:30
4
有人說也是化學(xué)發(fā)泡劑成份，即偶氮類。
有可能。
因?yàn)槌珊藙┑念伾c偶氮發(fā)泡劑顏色相同。
代理商及制造商是否可以確認(rèn)。
michael --- 2007-08-08 14:14:55
5
國產(chǎn)的什么發(fā)泡劑和成核劑有好多種,真是好亂的,我以前做過SYWV-75-5/-7/-9/-12 用過國產(chǎn)的
lupuming --- 2007-08-08 22:19:54
6
我怎么看到大家的威望這么高還有勛章，怎么來的啊。
meihua --- 2007-08-09 08:44:11
7
請問物理發(fā)泡，除了機(jī)種最重要的是什么？才能達(dá)到發(fā)泡效果？
lupuming --- 2007-08-10 23:40:02
8
最重要的還是氮?dú)饬髁?/div>
lupuming --- 2007-08-26 21:36:18
9
怎么加分這么少啊
鷹擊長空 --- 2007-08-27 13:42:52
10
物理發(fā)泡劑中的成核劑就是一些無機(jī)物,如碳酸鈣等!
jlyu0000 --- 2011-04-03 15:27:40
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物理發(fā)泡劑中的成核原理有兩種﹕.1.氣體成核﹐2.固體成核﹐氣體發(fā)泡成核劑主要是偶氮類的氨化合物+LDPE,固體成核是一些無機(jī)物
sjj3112412 --- 2012-03-12 09:36:48
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