Achoimre: Déantar cur síos gairid ar phrionsabal, aicmiú, foirmliú, próiseas agus trealamh ábhair inslithe poileitiléine trasnasctha siláne le haghaidh sreang agus cábla, agus tugtar isteach roinnt tréithe d'ábhar inslithe poileitiléine trasnasctha go nádúrtha siláne in fheidhmchlár agus in úsáid chomh maith le fachtóirí a mbíonn tionchar acu ar riocht trasnasctha an ábhair.
Eochairfhocail: Trasnascadh siláine; Trasnascadh nádúrtha; Poileitiléin; Insliú; Sreang agus cábla
Úsáidtear ábhar cábla poileitiléine trasnasctha silane go forleathan anois sa tionscal sreinge agus cábla mar ábhar inslithe do cháblaí cumhachta ísealvoltais. I gcomparáid leis an trealamh monaraíochta atá ag teastáil, is ábhar simplí, éasca le hoibriú, costas cuimsitheach íseal agus buntáistí eile é ábhar cábla trasnasctha ísealvoltais le haghaidh inslithe, agus tá sé anois ar an ábhar is mó le haghaidh cábla trasnasctha ísealvoltais le hinsliú.
1. Prionsabal trasnasctha ábhar cábla trasnasctha silane
Tá dhá phríomhphróiseas i gceist le poileitiléin trasnasctha siláin a dhéanamh: grafáil agus trasnascadh. Sa phróiseas grafála, cailleann an polaiméir a adamh H ar an adamh carbóin treasach faoi ghníomhaíocht an tionscnóra saor in aisce agus pirilíse i bhfréamhacha saora, a imoibríonn leis an ngrúpa – CH = CH2 de shilán vinile chun polaiméir grafáilte ina bhfuil grúpa eistir trí-ocsaisilile a tháirgeadh. Sa phróiseas trasnasctha, déantar an polaiméir grafála a hidrealú ar dtús i láthair uisce chun silanól a tháirgeadh, agus comhdhlúthaíonn an – OH leis an ngrúpa Si-OH in aice láimhe chun an nasc Si-O-Si a fhoirmiú, rud a thrasnaíonn na macramóilíní polaiméire.
2. Ábhar cábla trasnasctha silane agus a mhodh táirgthe cábla
Mar is eol duit, tá modhanna táirgthe dhá chéim agus aon chéime ann do cháblaí trasnasctha silán agus a gcáblaí. Is é an difríocht idir an modh dhá chéim agus an modh aon chéime ná an áit a ndéantar an próiseas grafála silán, an próiseas grafála ag monaróir ábhar an chábla don mhodh dhá chéim, an próiseas grafála sa ghléasra monaraíochta cábla don mhodh aon chéime. Tá an t-ábhar inslithe poileitiléine trasnasctha silán dhá chéim leis an sciar den mhargadh is mó comhdhéanta de na hábhair A agus B mar a thugtar orthu, agus ábhar A mar an poileitiléin grafáilte le silán agus ábhar B mar an máistirbhaisc catalaíoch. Ansin déantar an croí inslithe a thrasnascadh in uisce te nó i ngal.
Tá cineál eile inslitheoir poileitiléine trasnasctha siláin dhá chéim ann, áit a dtáirgtear an t-ábhar A ar bhealach difriúil, trí shilán vinile a thabhairt isteach go díreach sa phoileitiléin le linn sintéise chun poileitiléin le slabhraí brainseacha siláin a fháil.
Tá dhá chineál sa mhodh aonchéime freisin, is é an próiseas aonchéime traidisiúnta ná éagsúlacht amhábhar de réir an fhoirmle i gcóimheas córas méadraithe beachtais speisialta, isteach i easbhrúiteoir speisialta atá deartha go speisialta in aon chéim amháin chun croí inslithe an chábla a ghrafadh agus a easbhrú. Sa phróiseas seo, níl aon ghránú, níl gá le rannpháirtíocht ó ghléasra ábhar cábla, agus ní gá don mhonarcha cábla an próiseas a chríochnú ina haonar. Is ón iasacht den chuid is mó a allmhairítear an trealamh táirgthe cábla trasnasctha siláne aonchéime seo agus an teicneolaíocht foirmlithe agus tá sé costasach.
Cineál eile d'ábhar inslithe poileitiléine trasnasctha siláin aonchéime a tháirgeann monaróirí ábhar cábla, ina ndéantar na hamhábhair go léir a mheascadh le chéile de réir an fhoirmle i gcóimheas modh speisialta chun iad a phacáistiú agus a dhíol, gan aon ábhar A agus ábhar B a bheith ann, is féidir croí inslithe an chábla a chur go díreach san easbhrúiteoir chun céim amháin a chríochnú ag an am céanna le grafadh agus easbhrú croí inslithe an chábla. Is é gné uathúil an mhodha seo ná nach bhfuil gá le heasbhrúiteoirí speisialta costasacha, toisc gur féidir an próiseas grafadh siláin a chríochnú in easbhrúiteoir PVC gnáth, agus cuireann an modh dhá chéim deireadh leis an ngá atá le hábhair A agus B a mheascadh roimh easbhrú.
3. Comhdhéanamh an fhoirmlithe
Go ginearálta, is éard atá i bhfoirmiú ábhar cábla poileitiléin trasnasctha siláne roisín ábhair bhunúsaigh, tionscnóir, silán, frithocsaídeoir, coscaire polaiméirithe, catalaíoch, etc.
(1) Is roisín poileitiléin ísealdlúis (LDPE) an roisín bonn de ghnáth a bhfuil innéacs leá (MI) de 2 aige, ach le déanaí, le forbairt na teicneolaíochta roisín sintéiseach agus brúnna costais, úsáideadh poileitiléin líneach ísealdlúis (LLDPE) mar roisín bonn don ábhar seo freisin nó úsáideadh go páirteach é. Is minic a bhíonn tionchar suntasach ag roisíní éagsúla ar ghrafadh agus trasnascadh mar gheall ar dhifríochtaí ina struchtúr macramóilíní inmheánach, mar sin déanfar an fhoirmliú a mhodhnú trí roisíní bonn éagsúla nó an cineál céanna roisín ó mhonaróirí éagsúla a úsáid.
(2) Is é dé-isopropil sárocsaíd (DCP) an tionscnóir a úsáidtear go coitianta, is é an rud is tábhachtaí ná méid na faidhbe a thuiscint, ní leor ró-bheag chun grafadh siláin a chur faoi deara; má tá an iomarca ann, is féidir trasnascadh poileitiléine a chur faoi deara, rud a laghdaíonn a leachtacht, agus a fhágann go bhfuil dromchla chroí an inslithe easbhrúite garbh, agus is deacair an córas a bhrú. Ós rud é go bhfuil méid an tionscnóra a chuirtear leis an-bheag agus íogair, tá sé tábhachtach é a scaipeadh go cothrom, agus mar sin cuirtear leis an silán é de ghnáth.
(3) Is silán a úsáidtear go ginearálta i silán, lena n-áirítear trí-mheitiocsaisilán vinile (A2171) agus trí-eitiocsaisilán vinile (A2151), mar gheall ar an ráta hidrealú tapa atá ag A2171, mar sin roghnaíonn níos mó daoine A2171. Ar an gcaoi chéanna, tá fadhb ann maidir le silán a chur leis, agus tá monaróirí ábhar cábla reatha ag iarraidh a theorainn níos ísle a bhaint amach chun costais a laghdú, toisc go n-allmhairítear an silán, agus mar sin tá an praghas níos costasaí.
(4) Is é cuspóir frithocsaídeoirí cobhsaíocht phróiseáil poileitiléine agus frith-aosú cábla a chinntiú agus tá ról ag frithocsaídeoirí sa phróiseas grafála siláine chun an t-imoibriú grafála a chosc, mar sin le linn an phróisis grafála, caithfear a bheith cúramach agus frithocsaídeoirí á gcur leis, agus an méid a chuirtear leis á mheas chun go mbeidh an méid DCP oiriúnach don rogha. Sa phróiseas trasnasctha dhá chéim, is féidir an chuid is mó den fhrithocsaídeoir a chur leis an máistirbhaisc chatalaíoch, rud a laghdóidh an tionchar ar an bpróiseas grafála. Sa phróiseas trasnasctha aonchéime, bíonn an frithocsaídeoir i láthair sa phróiseas grafála ar fad, mar sin tá an rogha speiceas agus méide níos tábhachtaí. Is iad na frithocsaídeoirí a úsáidtear go coitianta ná 1010, 168, 330, etc.
(5) Cuirtear coscaire polaiméirithe leis chun cuid de na frithghníomhartha taobh a bhaineann leis an bpróiseas grafála agus trasnasctha a chosc. Trí ghníomhaire frith-trasnasctha a chur leis sa phróiseas grafála, féadfar trasnasc C2C a laghdú go héifeachtach, rud a fheabhsaíonn sreabhacht na próiseála. Ina theannta sin, má chuirtear grafadh leis faoi na coinníollacha céanna, déanfar hidrealú siláin ar an gcoscaire polaiméirithe sula ndéantar hidrealú poileitiléin grafáilte a laghdú, rud a fheabhsaíonn cobhsaíocht fhadtéarmach an ábhair ghrafála.
(6) Is minic a bhíonn catalaíoch díorthaigh orgánastáin (seachas trasnascadh nádúrtha), agus is é délauráit débhúitilestáin (DBDTL) an ceann is coitianta, a chuirtear leis i bhfoirm máistirbhaisc de ghnáth. Sa phróiseas dhá chéim, pacáiltear an grafadh (ábhar A) agus an máistirbhaisc chatalaíoch (ábhar B) ar leithligh agus measctar na hábhair A agus B le chéile sula gcuirtear leis an easbhrúiteoir iad chun réamh-thrasnascadh an ábhair A a chosc. I gcás inslithe poileitiléine trasnasctha siláin aonchéime, níl an poileitiléin sa phacáiste grafáilte fós, mar sin níl aon fhadhb réamh-thrasnasctha ann agus dá bhrí sin ní gá an catalaíoch a phacáistiú ar leithligh.
Ina theannta sin, tá siláin chomhdhúile ar fáil ar an margadh, ar meascán iad de shilán, tionscnóir, frithocsaídeoir, roinnt bealaidh agus gníomhairí frith-chopair, agus a úsáidtear go ginearálta i modhanna trasnasctha siláin aonchéime i ngléasraí cábla.
Dá bhrí sin, ní mheastar go bhfuil an-chasta i gceist le foirmliú inslithe poileitiléine trasnasctha siláine, agus tá sé ar fáil san fhaisnéis ábhartha, ach tá na foirmlithe táirgeachta cuí, faoi réir roinnt coigeartuithe chun iad a thabhairt chun críche, rud a éilíonn tuiscint iomlán ar ról na gcomhpháirteanna sa fhoirmliú agus ar dhlí a dtionchair ar fheidhmíocht agus a dtionchar frithpháirteach.
I measc na n-ábhar cábla éagsúla atá ann, meastar gurb é ábhar cábla trasnasctha siláine (dhá chéim nó aon chéim amháin) an t-aon chineál próiseas ceimiceach a tharlaíonn san easbhrú. I gcás ábhar cábla clóiríde polaivinile (PVC) agus ábhar cábla poileitiléine (PE), is próiseas meascáin fhisiciúil é an próiseas gráinnithe easbhrúite. Fiú mura ndéantar trasnascadh ceimiceach agus trasnascadh radaíochta san ábhar cábla, bíodh sé sa phróiseas gráinnithe easbhrúite nó sa chóras easbhrúite, ní tharlaíonn aon phróiseas ceimiceach. Mar sin, i gcomparáid leis an táirgeadh cábla trasnasctha siláine agus inslithe cábla easbhrúite, tá rialú próisis níos tábhachtaí.
4. Próiseas táirgthe inslithe poileitiléine trasnasctha siláin dhá chéim
Is féidir próiseas táirgthe an ábhair inslithe poileitiléine trasnasctha siláin dhá chéim A a léiriú go hachomair i bhFíor 1.
Fíor 1 Próiseas táirgthe ábhair inslithe poileitiléine trasnasctha siláin dhá chéim A
Roinnt príomhphointí i bpróiseas táirgthe inslithe poileitiléine trasnasctha siláin dhá chéim:
(1) Triomú. Ós rud é go bhfuil méid beag uisce sa roisín poileitiléine, nuair a easbhrúitear é ag teocht ard, imoibríonn an t-uisce go tapa leis na grúpaí silile chun trasnascadh a tháirgeadh, rud a laghdaíonn leachtacht an leá agus a chruthaíonn réamh-thrasnascadh. Tá uisce san ábhar críochnaithe freisin tar éis fuaraithe uisce, rud a d’fhéadfadh réamh-thrasnascadh a chur faoi deara mura mbaintear é, agus ní mór é a thriomú freisin. Chun cáilíocht an triomaithe a chinntiú, úsáidtear aonad triomú domhain.
(2) Méadrú. Ós rud é go bhfuil cruinneas fhoirmliú an ábhair tábhachtach, úsáidtear scála meáchain caillteanais-i-meáchain allmhairithe go ginearálta. Déantar an roisín poileitiléine agus an frithocsaídeoir a thomhas agus a bheathú trí phort beatha an easbhrúiteora, agus déantar an silán agus an tionscnóir a instealladh le caidéal ábhair leachtaigh sa dara nó sa tríú bairille den easbhrúiteoir.
(3) Grafáil easbhrúite. Críochnaítear próiseas grafála an tsiláin san easbhrúiteoir. Caithfidh socruithe próisis an easbhrúiteora, lena n-áirítear teocht, teaglaim scriú, luas scriú agus ráta beathaithe, an prionsabal a leanúint gur féidir an t-ábhar sa chéad chuid den easbhrúiteoir a leá go hiomlán agus a mheascadh go haonfhoirmeach, nuair nach bhfuil dianscaoileadh roimh am an tsárocsaíd ag teastáil, agus go gcaithfear an t-ábhar go hiomlán aonfhoirmeach sa dara cuid den easbhrúiteoir a dhíghrádú go hiomlán agus an próiseas grafála a chríochnú. Taispeántar teochtaí tipiciúla an chuid easbhrúiteora (LDPE) i dTábla 1.
Tábla 1 Teochtaí na gcriosanna easbhrúite dhá chéim
| Crios oibre | Crios 1 | Crios 2 | Crios 3 ① | Crios 4 | Crios 5 |
| Teocht P °C | 140 | 145 | 120 | 160 | 170 |
| Crios oibre | Crios 6 | Crios 7 | Crios 8 | Crios 9 | Bás béil |
| Teocht °C | 180 | 190 | 195 | 205 | 195 |
①is ann a chuirtear an silán leis.
Is é luas scriú an easbhrúiteora a chinneann an t-am cónaithe agus éifeacht mheascadh an ábhair san easbhrúiteoir. Má tá an t-am cónaithe gearr, ní bheidh an dianscaoileadh sárocsaíde iomlán; má tá an t-am cónaithe ró-fhada, méadaíonn slaodacht an ábhair easbhrúite. Go ginearálta, ba cheart meán-am cónaithe an ghráinnín san easbhrúiteoir a rialú i leathré dianscaoilte an tionscnóra de 5-10 n-uaire. Ní hamháin go mbíonn tionchar áirithe ag luas beathaithe ar am cónaithe an ábhair, ach freisin ar mheascadh agus bearradh an ábhair, agus tá sé an-tábhachtach luas beathaithe cuí a roghnú.
(4) Pacáistiú. Ba chóir ábhar inslithe trasnasctha silán dhá chéim a phacáistiú i málaí ilchodacha alúmanaim-plaisteach in aer díreach chun taise a dhíchur.
5. Próiseas táirgthe ábhar inslithe poileitiléin trasnasctha silán aonchéime
Ábhar inslithe poileitiléin trasnasctha silán aonchéime mar gheall ar a phróiseas grafála, déantar croí-inslithe cábla a easbhrú i monarcha cábla, mar sin tá teocht easbhrúite inslithe an chábla i bhfad níos airde ná an modh dhá chéim. Cé gur cuireadh san áireamh go hiomlán foirmle inslithe poileitiléin trasnasctha silán aonchéime i scaipeadh tapa an tionscnóra agus an tsilán agus an ábhair a lomadh, ní mór don phróiseas grafála a bheith ráthaithe ag an teocht, agus is é sin le rá ag gléasra táirgthe inslithe poileitiléin trasnasctha silán aonchéime go bhfuil tábhacht leis an teocht easbhrúite cheart a roghnú, agus taispeántar an teocht easbhrúite ghinearálta a mholtar i dTábla 2.
Tábla 2 Teocht easbhrúiteora aonchéime gach crios (aonad: ℃)
| Crios | Crios 1 | Crios 2 | Crios 3 | Crios 4 | Flange | Ceann |
| Teocht | 160 | 190 | 200～210 | 220～230 | 230 | 230 |
Seo ceann de laigí an phróisis poileitiléin trasnasctha siláin aonchéime, nach mbíonn riachtanach de ghnáth agus cáblaí á n-easbhrú i ndá chéim.
6. Trealamh táirgthe
Is ráthaíocht thábhachtach ar rialú próisis an trealamh táirgthe. Éilíonn táirgeadh cáblaí trasnasctha siláne leibhéal an-ard cruinnis rialaithe próisis, mar sin tá tábhacht ar leith ag baint le rogha an trealaimh táirgthe.
Táirgeadh ábhair inslithe poileitiléine trasnasctha dhá chéim silán Trealamh táirgthe ábhair, atá faoi láthair níos mó easbhrúdóirí cúpla-scriú comhthreomhar iseatrópach intíre le meá gan mheáchan allmhairithe, is féidir le gléasanna den sórt sin freastal ar riachtanais chruinneas rialaithe próisis, rogha faid agus trastomhas an easbhrúdóra cúpla-scriú chun am fanachta an ábhair a chinntiú, rogha meá gan mheáchan allmhairithe chun cruinneas na gcomhábhar a chinntiú. Ar ndóigh, tá go leor sonraí faoin trealamh ar gá aird iomlán a thabhairt orthu.
Mar a luadh cheana, is trealamh allmhairithe, costasach agus daor é an trealamh táirgthe cábla trasnasctha aonchéime siláne atá i ngléasra cábla. Níl trealamh táirgthe comhchosúil ag monaróirí trealaimh intíre, agus is é an chúis atá leis sin ná easpa comhair idir monaróirí trealaimh agus taighdeoirí foirmle agus próiseas.
7. Ábhar inslithe poileitiléin trasnasctha nádúrtha silane
Is féidir ábhar inslithe poileitiléine trasnasctha nádúrtha siláine a forbraíodh le blianta beaga anuas a thrasnascadh faoi dhálaí nádúrtha laistigh de chúpla lá, gan tumoideachas gal ná uisce te. I gcomparáid leis an modh trasnasctha traidisiúnta siláine, is féidir leis an ábhar seo an próiseas táirgthe a laghdú do mhonaróirí cáblaí, rud a laghdaíonn costais táirgthe tuilleadh agus a mhéadaíonn éifeachtúlacht táirgthe. Tá insliú poileitiléine trasnasctha nádúrtha siláine á aithint agus á úsáid níos mó ag monaróirí cáblaí.
Le blianta beaga anuas, tá insliú poileitiléin trasnasctha nádúrtha siláne baile tar éis aibiú agus tá sé táirgthe i gcainníochtaí móra, le buntáistí áirithe i bpraghas i gcomparáid le hábhair allmhairithe.
7. 1 Smaointe foirmlithe le haghaidh inslithe poileitiléine trasnasctha go nádúrtha le silán
Déantar inslithe poileitiléine trasnasctha nádúrtha siláne a tháirgeadh i bpróiseas dhá chéim, agus an fhoirmliú céanna comhdhéanta de roisín bonn, tionscnóir, silán, frithocsaídeoir, coscaire polaiméirithe agus catalaíoch. Tá foirmliú inslitheoirí poileitiléine trasnasctha nádúrtha siláne bunaithe ar ráta grafála siláne an ábhair A a mhéadú agus catalaíoch níos éifeachtaí a roghnú ná inslitheoirí poileitiléine trasnasctha uisce te siláne. Cuirfidh úsáid ábhar A a bhfuil ráta grafála siláne níos airde acu in éineacht le catalaíoch níos éifeachtaí ar chumas an inslitheora poileitiléine trasnasctha siláne trasnascadh go tapa fiú ag teochtaí ísle agus gan dóthain taise.
Déantar na hábhair-A le haghaidh inslitheoirí poileitiléine trasnasctha nádúrtha siláin allmhairithe a shintéisiú trí chomhpholaiméiriú, áit ar féidir cion an tsiláin a rialú ag ardleibhéal, ach tá sé deacair ábhair-A a tháirgeadh le rátaí arda grafála trí shiláin a ghrafadh. Ba cheart an roisín bonn, an tionscnóir agus an silán a úsáidtear san oideas a athrú agus a choigeartú i dtéarmaí éagsúlachta agus breise.
Tá rogha an fhriotóra agus coigeartú a dháileoige ríthábhachtach freisin, toisc go mbíonn níos mó frithghníomhartha taobh trasnasctha CC mar thoradh ar mhéadú ar ráta grafála an tsiláin. Chun leachtacht phróiseála agus riocht dromchla an ábhair A a fheabhsú le haghaidh easbhrú cábla ina dhiaidh sin, tá gá le méid oiriúnach coscaire polaiméirithe chun trasnascadh CC agus réamh-thrasnascadh a chosc go héifeachtach.
Ina theannta sin, tá ról tábhachtach ag catalaíoch maidir leis an ráta trasnasctha a mhéadú agus ba cheart iad a roghnú mar chatalaíoch éifeachtach ina bhfuil eilimintí saor ó mhiotail thrasdultacha.
7. 2 Am trasnasctha inslithe poileitiléine trasnasctha go nádúrtha le silán
Braitheann an t-am a theastaíonn chun trasnascadh inslithe poileitiléine trasnasctha nádúrtha siláine ina staid nádúrtha ar theocht, taise agus tiús an chiseal inslithe. Dá airde an teocht agus an taise, is tanaí tiús an chiseal inslithe, is giorra an t-am trasnasctha a theastaíonn, agus is faide an t-am a mhalairt. Ós rud é go n-athraíonn an teocht agus an taise ó réigiún go réigiún agus ó shéasúr go séasúr, fiú san áit chéanna agus ag an am céanna, beidh an teocht agus an taise inniu agus amárach difriúil. Dá bhrí sin, le linn úsáid an ábhair, ba cheart don úsáideoir an t-am trasnasctha a chinneadh de réir na teochta agus na taise áitiúla agus atá i réim, chomh maith le sonraíocht an chábla agus tiús an chiseal inslithe.
Am an phoist: 13 Lúnasa 2022