مركبات عزل الكابلات المصنوعة من البولي إيثيلين المتشابك مع السيلان

تتكون تركيبة مادة كابلات البولي إيثيلين المتشابكة بالسيليان بشكل عام من راتنج المادة الأساسية، والمحفز، والسيليان، ومضاد الأكسدة، ومثبط البلمرة، والمحفز، وما إلى ذلك.

(1) عادةً ما يكون الراتنج الأساسي من البولي إيثيلين منخفض الكثافة (LDPE) ذي مؤشر انصهار (MI) يبلغ 2، ولكن في الآونة الأخيرة، ومع تطور تقنية الراتنجات الاصطناعية وضغوط التكلفة، أصبح البولي إيثيلين الخطي منخفض الكثافة (LLDPE) يُستخدم كليًا أو جزئيًا كراتنج أساسي لهذه المادة. غالبًا ما يكون للراتنجات المختلفة تأثير كبير على التطعيم والتشابك نظرًا لاختلاف بنيتها الجزيئية الداخلية، لذا يتم تعديل التركيبة باستخدام راتنجات أساسية مختلفة أو نفس نوع الراتنج من شركات مصنعة مختلفة.
(2) يُعدّ بيروكسيد ثنائي الأيزوبروبيل (DCP) المُحفّز الشائع الاستخدام، ويكمن جوهر المشكلة في تحديد الكمية المناسبة؛ فالكمية القليلة جدًا منه قد لا تكفي لتطعيم السيلان، بينما الكمية الكبيرة جدًا قد تُسبب تشابك البولي إيثيلين، مما يُقلل من سيولته، ويجعل سطح لبّ العزل المبثوق خشنًا، ويُصعّب عملية الضغط. ولأن كمية المُحفّز المُضافة صغيرة جدًا وحساسة، فمن المهم توزيعه بالتساوي، لذا يُضاف عادةً مع السيلان.
(3) يُستخدم السيلان عادةً فينيل غير مشبع، بما في ذلك فينيل ثلاثي ميثوكسي سيلان (A2171) وفينيل ثلاثي إيثوكسي سيلان (A2151). ونظرًا لسرعة تحلل A2171 بالماء، يُفضّل استخدامه. وبالمثل، توجد مشكلة في إضافة السيلان، حيث يسعى مصنّعو مواد الكابلات حاليًا إلى تقليل استخدامه لخفض التكاليف، لأن السيلان مستورد، وبالتالي سعره مرتفع.
(4) يُستخدم مضاد الأكسدة لضمان استقرار عملية تصنيع البولي إيثيلين ومقاومة تقادم الكابلات. في عملية تطعيم السيلان، يعمل مضاد الأكسدة على تثبيط تفاعل التطعيم، لذا يجب توخي الحذر عند إضافة مضاد الأكسدة، مع مراعاة كمية ثنائي كلورو الفينول (DCP) المُختارة. في عملية الربط المتقاطع ثنائية الخطوات، يُمكن إضافة معظم مضادات الأكسدة إلى الدفعة الرئيسية للمحفز، مما يُقلل من تأثيرها على عملية التطعيم. أما في عملية الربط المتقاطع أحادية الخطوة، فيتواجد مضاد الأكسدة في جميع مراحل عملية التطعيم، لذا يُعد اختيار نوعه وكميته أكثر أهمية. من مضادات الأكسدة الشائعة الاستخدام: 1010، 168، 330، وغيرها.
(5) تتم إضافة مثبط البلمرة لمنع حدوث بعض التفاعلات الجانبية في عملية التطعيم والتشابك، وفي عملية التطعيم، يمكن إضافة عامل مضاد للتشابك، مما يقلل بشكل فعال من حدوث التشابك C2C، وبالتالي تحسين سيولة المعالجة، بالإضافة إلى ذلك، فإن إضافة التطعيم في نفس الظروف يسبقها تحلل السيلان على مثبط البلمرة، مما يقلل من تحلل البولي إيثيلين المطعّم، لتحسين الاستقرار طويل الأمد لمادة التطعيم.
(6) غالبًا ما تكون المحفزات مشتقات عضوية للقصدير (باستثناء التشابك الطبيعي)، وأكثرها شيوعًا هو ثنائي لورات ثنائي بيوتيل القصدير (DBDTL)، والذي يُضاف عادةً على شكل مزيج رئيسي. في العملية المكونة من خطوتين، تُعبأ مادة التطعيم (المادة أ) والمزيج الرئيسي للمحفز (المادة ب) بشكل منفصل، ثم تُخلط المادتان أ و ب معًا قبل إضافتهما إلى جهاز البثق لمنع التشابك المسبق للمادة أ. أما في حالة عوازل البولي إيثيلين المتشابكة بالسيليان أحادية الخطوة، فإن البولي إيثيلين الموجود في العبوة لم يُطعّم بعد، لذا لا توجد مشكلة تشابك مسبق، وبالتالي لا داعي لتعبئة المحفز بشكل منفصل.

بالإضافة إلى ذلك، هناك مركبات السيلان المتوفرة في السوق، وهي عبارة عن مزيج من السيلان، والمحفز، ومضاد الأكسدة، وبعض مواد التشحيم، وعوامل مضادة للنحاس، وتستخدم بشكل عام في طرق الربط المتقاطع للسيلان بخطوة واحدة في مصانع الكابلات.
لذلك، فإن تركيب عزل البولي إيثيلين المتشابك بالسيليان، والذي لا يعتبر تركيبه معقدًا للغاية ومتاحًا في المعلومات ذات الصلة، ولكن تركيبات الإنتاج المناسبة، تخضع لبعض التعديلات من أجل الوصول إلى الصيغة النهائية، الأمر الذي يتطلب فهمًا كاملاً لدور المكونات في التركيبة وقانون تأثيرها على الأداء وتأثيرها المتبادل.
من بين أنواع مواد الكابلات العديدة، تُعتبر مادة الكابلات المتشابكة بالسيليان (سواء كانت ثنائية الخطوة أو أحادية الخطوة) النوع الوحيد الذي تحدث فيه عمليات كيميائية أثناء عملية البثق. أما الأنواع الأخرى مثل مادة كابلات البولي فينيل كلوريد (PVC) ومادة كابلات البولي إيثيلين (PE)، فإن عملية تحبيب البثق فيها هي عملية خلط فيزيائية. حتى في حالة مادة الكابلات المتشابكة كيميائيًا أو بالإشعاع، لا تحدث أي عملية كيميائية سواء في عملية تحبيب البثق أو في نظام بثق الكابلات. لذلك، بالمقارنة، فإن التحكم في عملية إنتاج مادة الكابلات المتشابكة بالسيليان وعزل الكابلات بالبثق أكثر أهمية.