નોન-હેલોજન ઇન્સ્યુલેશન મટિરિયલ્સ શું છે?

(૧)ક્રોસ-લિંક્ડ લો સ્મોક ઝીરો હેલોજન પોલિઇથિલિન (XLPE) ઇન્સ્યુલેશન મટિરિયલ:
XLPE ઇન્સ્યુલેશન સામગ્રી પોલિઇથિલિન (PE) અને ઇથિલિન વિનાઇલ એસિટેટ (EVA) ને બેઝ મેટ્રિક્સ તરીકે સંયોજન અને પેલેટાઇઝિંગ પ્રક્રિયા દ્વારા, હેલોજન-મુક્ત જ્યોત રિટાડન્ટ્સ, લુબ્રિકન્ટ્સ, એન્ટીઑકિસડન્ટ્સ વગેરે જેવા વિવિધ ઉમેરણો સાથે સંયોજન અને પેલેટાઇઝિંગ પ્રક્રિયા દ્વારા બનાવવામાં આવે છે. ઇરેડિયેશન પ્રક્રિયા પછી, PE રેખીય પરમાણુ માળખામાંથી ત્રિ-પરિમાણીય માળખામાં પરિવર્તિત થાય છે, થર્મોપ્લાસ્ટિક સામગ્રીમાંથી અદ્રાવ્ય થર્મોસેટિંગ પ્લાસ્ટિકમાં બદલાય છે.

સામાન્ય થર્મોપ્લાસ્ટિક PE ની તુલનામાં XLPE ઇન્સ્યુલેશન કેબલ્સના ઘણા ફાયદા છે:
1. થર્મલ ડિફોર્મેશન સામે સુધારેલ પ્રતિકાર, ઊંચા તાપમાને યાંત્રિક ગુણધર્મોમાં વધારો, અને પર્યાવરણીય તાણ ક્રેકીંગ અને થર્મલ એજિંગ સામે સુધારેલ પ્રતિકાર.
2. રાસાયણિક સ્થિરતા અને દ્રાવક પ્રતિકારમાં વધારો, ઠંડા પ્રવાહમાં ઘટાડો અને વિદ્યુત ગુણધર્મો જાળવી રાખવા. લાંબા ગાળાના કાર્યકારી તાપમાન 125°C થી 150°C સુધી પહોંચી શકે છે. ક્રોસ-લિંકિંગ પ્રક્રિયા પછી, PE ના શોર્ટ-સર્કિટ તાપમાનને 250°C સુધી વધારી શકાય છે, જે સમાન જાડાઈના કેબલ માટે નોંધપાત્ર રીતે વધુ પ્રવાહ વહન ક્ષમતા પ્રદાન કરે છે.
3. XLPE-ઇન્સ્યુલેટેડ કેબલ્સ ઉત્તમ યાંત્રિક, વોટરપ્રૂફ અને રેડિયેશન-પ્રતિરોધક ગુણધર્મો પણ દર્શાવે છે, જે તેમને વિવિધ એપ્લિકેશનો માટે યોગ્ય બનાવે છે, જેમ કે વિદ્યુત ઉપકરણોમાં આંતરિક વાયરિંગ, મોટર લીડ્સ, લાઇટિંગ લીડ્સ, ઓટોમોટિવ લો-વોલ્ટેજ સિગ્નલ કંટ્રોલ વાયર, લોકોમોટિવ વાયર, સબવે કેબલ્સ, પર્યાવરણને અનુકૂળ માઇનિંગ કેબલ્સ, શિપ કેબલ્સ, પરમાણુ પાવર પ્લાન્ટ માટે 1E-ગ્રેડ કેબલ્સ, સબમર્સિબલ પંપ કેબલ્સ અને પાવર ટ્રાન્સમિશન કેબલ્સ.

XLPE ઇન્સ્યુલેશન મટિરિયલ ડેવલપમેન્ટમાં વર્તમાન દિશાઓમાં ઇરેડિયેશન ક્રોસ-લિંક્ડ PE પાવર કેબલ ઇન્સ્યુલેશન મટિરિયલ્સ, ઇરેડિયેશન ક્રોસ-લિંક્ડ PE એરિયલ ઇન્સ્યુલેશન મટિરિયલ્સ અને ઇરેડિયેશન ક્રોસ-લિંક્ડ ફ્લેમ-રિટાર્ડન્ટ પોલીઓલેફિન શીથિંગ મટિરિયલ્સનો સમાવેશ થાય છે.

(૨)ક્રોસ-લિંક્ડ પોલીપ્રોપીલીન (XL-PP) ઇન્સ્યુલેશન મટિરિયલ:
પોલીપ્રોપીલીન (PP), એક સામાન્ય પ્લાસ્ટિક તરીકે, તેમાં હલકું વજન, પુષ્કળ કાચા માલના સ્ત્રોતો, ખર્ચ-અસરકારકતા, ઉત્તમ રાસાયણિક કાટ પ્રતિકાર, મોલ્ડિંગની સરળતા અને રિસાયક્લિંગક્ષમતા જેવી લાક્ષણિકતાઓ છે. જો કે, તેની મર્યાદાઓ છે જેમ કે ઓછી તાકાત, નબળી ગરમી પ્રતિકાર, નોંધપાત્ર સંકોચન વિકૃતિ, નબળી ક્રીપ પ્રતિકાર, નીચા-તાપમાન બરડપણું અને ગરમી અને ઓક્સિજન વૃદ્ધત્વ સામે નબળી પ્રતિકાર. આ મર્યાદાઓએ કેબલ એપ્લિકેશન્સમાં તેનો ઉપયોગ મર્યાદિત કર્યો છે. સંશોધકો પોલીપ્રોપીલીન સામગ્રીને તેમના એકંદર પ્રદર્શનમાં સુધારો કરવા માટે સંશોધકો પર કામ કરી રહ્યા છે, અને ઇરેડિયેશન ક્રોસ-લિંક્ડ મોડિફાઇડ પોલીપ્રોપીલીન (XL-PP) એ અસરકારક રીતે આ મર્યાદાઓને દૂર કરી છે.

XL-PP ઇન્સ્યુલેટેડ વાયર UL VW-1 ફ્લેમ ટેસ્ટ અને UL-રેટેડ 150°C વાયર ધોરણોને પૂર્ણ કરી શકે છે. વ્યવહારુ કેબલ એપ્લિકેશન્સમાં, EVA ને ઘણીવાર PE, PVC, PP અને અન્ય સામગ્રી સાથે ભેળવવામાં આવે છે જેથી કેબલ ઇન્સ્યુલેશન સ્તરની કામગીરીને સમાયોજિત કરી શકાય.

ઇરેડિયેશન ક્રોસ-લિંક્ડ પીપીનો એક ગેરફાયદો એ છે કે તેમાં ડિગ્રેડેશન પ્રતિક્રિયાઓ દ્વારા અસંતૃપ્ત અંત જૂથોની રચના અને ઉત્તેજિત અણુઓ અને મોટા પરમાણુ મુક્ત રેડિકલ વચ્ચે ક્રોસ-લિંકિંગ પ્રતિક્રિયાઓ વચ્ચે સ્પર્ધાત્મક પ્રતિક્રિયા શામેલ છે. અભ્યાસોએ દર્શાવ્યું છે કે ગામા-રે ઇરેડિયેશનનો ઉપયોગ કરતી વખતે પીપી ઇરેડિયેશન ક્રોસ-લિંકિંગમાં ડિગ્રેડેશન અને ક્રોસ-લિંકિંગ પ્રતિક્રિયાઓનો ગુણોત્તર આશરે 0.8 છે. પીપીમાં અસરકારક ક્રોસ-લિંકિંગ પ્રતિક્રિયાઓ પ્રાપ્ત કરવા માટે, ઇરેડિયેશન ક્રોસ-લિંકિંગ માટે ક્રોસ-લિંકિંગ પ્રમોટર ઉમેરવાની જરૂર છે. વધુમાં, ઇરેડિયેશન દરમિયાન ઇલેક્ટ્રોન બીમની ઘૂંસપેંઠ ક્ષમતા દ્વારા અસરકારક ક્રોસ-લિંકિંગ જાડાઈ મર્યાદિત છે. ઇરેડિયેશન ગેસ અને ફોમિંગના ઉત્પાદન તરફ દોરી જાય છે, જે પાતળા ઉત્પાદનોના ક્રોસ-લિંકિંગ માટે ફાયદાકારક છે પરંતુ જાડા-દિવાલોવાળા કેબલના ઉપયોગને મર્યાદિત કરે છે.

(૩) ક્રોસ-લિંક્ડ ઇથિલિન-વિનાઇલ એસિટેટ કોપોલિમર (XL-EVA) ઇન્સ્યુલેશન મટિરિયલ:
કેબલ સલામતીની માંગ વધતાં, હેલોજન-મુક્ત જ્યોત-પ્રતિરોધક ક્રોસ-લિંક્ડ કેબલનો વિકાસ ઝડપથી વધ્યો છે. PE ની તુલનામાં, EVA, જે મોલેક્યુલર ચેઇનમાં વિનાઇલ એસિટેટ મોનોમરનો પરિચય આપે છે, તેમાં સ્ફટિકીયતા ઓછી છે, જેના પરિણામે સુગમતા, અસર પ્રતિકાર, ફિલર સુસંગતતા અને ગરમી સીલિંગ ગુણધર્મોમાં સુધારો થાય છે. સામાન્ય રીતે, EVA રેઝિનના ગુણધર્મો મોલેક્યુલર ચેઇનમાં વિનાઇલ એસિટેટ મોનોમર્સની સામગ્રી પર આધાર રાખે છે. ઉચ્ચ વિનાઇલ એસિટેટ સામગ્રી પારદર્શિતા, સુગમતા અને કઠિનતા તરફ દોરી જાય છે. EVA રેઝિનમાં ઉત્તમ ફિલર સુસંગતતા અને ક્રોસ-લિંકેબિલિટી છે, જે તેને હેલોજન-મુક્ત જ્યોત-પ્રતિરોધક ક્રોસ-લિંક્ડ કેબલ્સમાં વધુને વધુ લોકપ્રિય બનાવે છે.

વાયર અને કેબલ ઇન્સ્યુલેશનમાં લગભગ 12% થી 24% ની વિનાઇલ એસિટેટ સામગ્રી સાથે EVA રેઝિનનો ઉપયોગ સામાન્ય રીતે થાય છે. વાસ્તવિક કેબલ એપ્લિકેશન્સમાં, EVA ને ઘણીવાર PE, PVC, PP અને અન્ય સામગ્રી સાથે ભેળવવામાં આવે છે જેથી કેબલ ઇન્સ્યુલેશન સ્તરની કામગીરીને સમાયોજિત કરી શકાય. EVA ઘટકો ક્રોસ-લિંકિંગને પ્રોત્સાહન આપી શકે છે, ક્રોસ-લિંકિંગ પછી કેબલ પ્રદર્શનમાં સુધારો કરી શકે છે.

(૪) ક્રોસ-લિંક્ડ ઇથિલિન-પ્રોપીલિન-ડાયેન મોનોમર (XL-EPDM) ઇન્સ્યુલેશન મટિરિયલ:
XL-EPDM એ ઇથિલિન, પ્રોપીલીન અને નોન-કન્જુગેટેડ ડાયેન મોનોમર્સથી બનેલું ટેરપોલિમર છે, જે ઇરેડિયેશન દ્વારા ક્રોસ-લિંક્ડ છે. XL-EPDM કેબલ્સ પોલિઓલેફિન-ઇન્સ્યુલેટેડ કેબલ્સ અને સામાન્ય રબર-ઇન્સ્યુલેટેડ કેબલ્સના ફાયદાઓને જોડે છે:
1. સુગમતા, સ્થિતિસ્થાપકતા, ઊંચા તાપમાને બિન-સંલગ્નતા, લાંબા ગાળાના વૃદ્ધત્વ પ્રતિકાર, અને કઠોર આબોહવા (-60°C થી 125°C) સામે પ્રતિકાર.
2. ઓઝોન પ્રતિકાર, યુવી પ્રતિકાર, વિદ્યુત ઇન્સ્યુલેશન કામગીરી, અને રાસાયણિક કાટ સામે પ્રતિકાર.
3. સામાન્ય હેતુવાળા ક્લોરોપ્રીન રબર ઇન્સ્યુલેશનની તુલનામાં તેલ અને દ્રાવકોનો પ્રતિકાર. તે સામાન્ય ગરમ એક્સટ્રુઝન પ્રોસેસિંગ સાધનોનો ઉપયોગ કરીને ઉત્પન્ન કરી શકાય છે, જે તેને ખર્ચ-અસરકારક બનાવે છે.

XL-EPDM-ઇન્સ્યુલેટેડ કેબલ્સમાં એપ્લિકેશનોની વિશાળ શ્રેણી છે, જેમાં લો-વોલ્ટેજ પાવર કેબલ્સ, શિપ કેબલ્સ, ઓટોમોટિવ ઇગ્નીશન કેબલ્સ, રેફ્રિજરેશન કોમ્પ્રેસર માટે કંટ્રોલ કેબલ્સ, માઇનિંગ મોબાઇલ કેબલ્સ, ડ્રિલિંગ સાધનો અને તબીબી ઉપકરણોનો સમાવેશ થાય છે પરંતુ તે મર્યાદિત નથી.

XL-EPDM કેબલ્સના મુખ્ય ગેરફાયદામાં નબળા આંસુ પ્રતિકાર અને નબળા એડહેસિવ અને સ્વ-એડહેસિવ ગુણધર્મોનો સમાવેશ થાય છે, જે અનુગામી પ્રક્રિયાને અસર કરી શકે છે.

(5) સિલિકોન રબર ઇન્સ્યુલેશન સામગ્રી

સિલિકોન રબરમાં ઓઝોન, કોરોના ડિસ્ચાર્જ અને જ્વાળાઓ સામે લવચીકતા અને ઉત્તમ પ્રતિકાર હોય છે, જે તેને વિદ્યુત ઇન્સ્યુલેશન માટે એક આદર્શ સામગ્રી બનાવે છે. વિદ્યુત ઉદ્યોગમાં તેનો પ્રાથમિક ઉપયોગ વાયર અને કેબલ માટે છે. સિલિકોન રબર વાયર અને કેબલ ખાસ કરીને ઉચ્ચ-તાપમાન અને માંગવાળા વાતાવરણમાં ઉપયોગ માટે યોગ્ય છે, પ્રમાણભૂત કેબલની તુલનામાં નોંધપાત્ર રીતે લાંબું જીવનકાળ ધરાવે છે. સામાન્ય એપ્લિકેશનોમાં ઉચ્ચ-તાપમાન મોટર્સ, ટ્રાન્સફોર્મર્સ, જનરેટર, ઇલેક્ટ્રોનિક અને ઇલેક્ટ્રિકલ સાધનો, પરિવહન વાહનોમાં ઇગ્નીશન કેબલ અને દરિયાઈ પાવર અને નિયંત્રણ કેબલનો સમાવેશ થાય છે.

હાલમાં, સિલિકોન રબર-ઇન્સ્યુલેટેડ કેબલ સામાન્ય રીતે ગરમ હવા અથવા ઉચ્ચ-દબાણ વરાળ સાથે વાતાવરણીય દબાણનો ઉપયોગ કરીને ક્રોસ-લિંક કરવામાં આવે છે. ક્રોસ-લિંકિંગ સિલિકોન રબર માટે ઇલેક્ટ્રોન બીમ ઇરેડિયેશનનો ઉપયોગ કરવા અંગે પણ સંશોધન ચાલી રહ્યું છે, જોકે તે હજુ સુધી કેબલ ઉદ્યોગમાં પ્રચલિત થયું નથી. ઇરેડિયેશન ક્રોસ-લિંકિંગ ટેકનોલોજીમાં તાજેતરની પ્રગતિ સાથે, તે સિલિકોન રબર ઇન્સ્યુલેશન સામગ્રી માટે ઓછા ખર્ચે, વધુ કાર્યક્ષમ અને પર્યાવરણને અનુકૂળ વિકલ્પ પ્રદાન કરે છે. ઇલેક્ટ્રોન બીમ ઇરેડિયેશન અથવા અન્ય રેડિયેશન સ્ત્રોતો દ્વારા, સિલિકોન રબર ઇન્સ્યુલેશનનું કાર્યક્ષમ ક્રોસ-લિંકિંગ પ્રાપ્ત કરી શકાય છે જ્યારે ચોક્કસ એપ્લિકેશન આવશ્યકતાઓને પૂર્ણ કરવા માટે ક્રોસ-લિંકિંગની ઊંડાઈ અને ડિગ્રી પર નિયંત્રણની મંજૂરી આપે છે.

તેથી, સિલિકોન રબર ઇન્સ્યુલેશન સામગ્રી માટે ઇરેડિયેશન ક્રોસ-લિંકિંગ ટેકનોલોજીનો ઉપયોગ વાયર અને કેબલ ઉદ્યોગમાં નોંધપાત્ર આશાસ્પદ છે. આ ટેકનોલોજી ઉત્પાદન ખર્ચ ઘટાડવા, ઉત્પાદન કાર્યક્ષમતામાં સુધારો કરવા અને પ્રતિકૂળ પર્યાવરણીય અસરો ઘટાડવામાં ફાળો આપવા માટે અપેક્ષિત છે. ભવિષ્યના સંશોધન અને વિકાસ પ્રયાસો સિલિકોન રબર ઇન્સ્યુલેશન સામગ્રી માટે ઇરેડિયેશન ક્રોસ-લિંકિંગ ટેકનોલોજીનો ઉપયોગ વધુ આગળ ધપાવી શકે છે, જે તેમને વિદ્યુત ઉદ્યોગમાં ઉચ્ચ-તાપમાન, ઉચ્ચ-પ્રદર્શન વાયર અને કેબલના ઉત્પાદન માટે વધુ વ્યાપકપણે લાગુ પાડશે. આ વિવિધ એપ્લિકેશન ક્ષેત્રો માટે વધુ વિશ્વસનીય અને ટકાઉ ઉકેલો પ્રદાન કરશે.