سترة LSZH التي تبدو خالية من العيوب على البكرة لا تزال تفشل في اختبار الشد على خط صانع الكابلات، أو تطور فقاعات سطحية لا يبدو أن أي تعديل للقالب يصلحها. نادرا ما يكون السبب هو الطارد. ويتواجد في مرحلة أعلى، في التركيبة المركبة وفي عملية الإنتاج التي تحول المساحيق الخام إلى كريات.
الاستنتاج أولاً: يتم تحديد الأداء الناري، والخواص الميكانيكية، وقابلية المعالجة لمركب LSZH في طاولة التركيب وخط التركيب، وليس في جهاز بثق الكابل. إذا كنت تقوم باختيار مواد LSZH أو الحصول عليها، فإن فهم هذه الخطوات يساعدك على تعيين نوافذ بثق واقعية، وتفسير نتائج الفحص الواردة، والحكم على ما إذا كان المورد يمكنه تسليم دفعات متسقة.
LSZH يعني دخان منخفض، صفر هالوجين. تعتمد هذه المركبات على مادة البولي أوليفين وهي خالية من الكلور والبروم والهالوجينات الأخرى. عندما يحترق الكابل، فإنه ينبعث منه القليل من الدخان ولا يحتوي على غازات الهالوجين المسببة للتآكل، مما يحمي الأشخاص والمعدات في الأنفاق والمباني والسفن ومراكز البيانات. تأتي هذه السلامة مع مقايضة: فالتركيبة أكثر حساسية لظروف المعالجة من PVC، ويمكن للاختلافات الصغيرة في جودة الحشو أو الرطوبة أو الخلط أن تؤدي إلى انخفاض الأداء الميكانيكي بشكل مباشر.
لماذا تعتبر العملية مهمة بقدر أهمية الوصفة؟
تخبرك ورقة البيانات بما يجب أن يقدمه مركب LSZH، ولكنها لا تخبرك بكيفية صنع الدفعة. لا يزال من الممكن أن تتصرف دفعتان بنفس الكثافة ونفس مؤشر الأكسجين المحدد بشكل مختلف على الطارد إذا تم تفاقم إحداهما بتشتت حشو ضعيف أو امتصاص الرطوبة أثناء التعبئة. الوصفة والعملية هما نصفان من نظام واحد، والأداء النهائي للكابل يعتمد على كليهما.
ولهذا السبب فإن صانعي الكابلات ذوي الخبرة ينظرون إلى ما هو أبعد من اسم الفئة. ويسألون عن نوع خط التركيب، وملف درجة حرارة الذوبان، وإجراءات التجفيف، واختبارات مراقبة الجودة وراء كل دفعة. في الأقسام أدناه، نستعرض المكونات الرئيسية لصيغة LSZH، وتسلسل الإنتاج، ومتغيرات العملية التي تحدد اتساق الدفعة إلى الدفعة.
المكونات الأساسية لصياغة LSZH
نظام البوليمر الأساسي
تبدأ معظم تركيبات LSZH باستخدام أسيتات فينيل الإيثيلين (EVA) مع محتوى أسيتات الفينيل بين 15 و28 بالمائة، بالإضافة إلى البولي إيثيلين منخفض الكثافة أو الخطي منخفض الكثافة. يوفر EVA المرونة والقطبية، مما يساعد المصفوفة على قبول أحمال الحشو العالية جدًا المطلوبة لتثبيط اللهب. تتم أحيانًا إضافة اللدائن المصنوعة من البولي أوليفين لتحسين المرونة في درجات الحرارة المنخفضة، وهو أمر مهم بالنسبة لدرجات الكابلات المقاومة للبرد المستخدمة في التطبيقات الخارجية أو تطبيقات تخزين الطاقة.
الحشوات المقاومة للهب
يعتمد الأداء الناري لمركب LSZH بشكل أساسي على حشوات الهيدروكسيد غير العضوية. يتحلل ثلاثي هيدروكسيد الألومنيوم (ATH) ماصًا للحرارة عند درجة حرارة 200-220 درجة مئوية تقريبًا، ويطلق بخار الماء الذي يخفف الغازات القابلة للاشتعال. يتحلل ثنائي هيدروكسيد المغنيسيوم (MDH) فوق 330 درجة مئوية، مما يجعله مفيدًا للدرجات ذات درجات الحرارة المرتفعة والمتشابكة. يصل إجمالي تحميل مادة الحشو عادةً إلى 50-65 بالمائة من الوزن، لذا فإن اختيار مادة الحشو له تأثير كبير على المعالجة والخصائص النهائية.
| الملكية | ATH (ثلاثي هيدروكسيد الألومنيوم) | MDH (ثنائي هيدروكسيد المغنيسيوم) |
|---|---|---|
| نطاق التحلل النموذجي | 200-220 درجة مئوية | 330 درجة مئوية وما فوق |
| معالجة الحد من درجة الحرارة | أقل؛ يحافظ على الذوبان أقل من 220 درجة مئوية تقريبًا | أعلى؛ يسمح بالذوبان فوق 220 درجة مئوية |
| الاستخدام النموذجي | درجات اللدائن الحرارية 90-105 درجة مئوية | 125-150 درجة مئوية ودرجات متشابكة |
| التكلفة | أقل | أعلى |
إضافات وظيفية
تعمل عوامل الاقتران، عادة السيلان أو البولي أوليفينات الذكرية، على ربط سطح الحشو بمصفوفة البوليمر وحماية الاستطالة عند الكسر. تعمل مضادات الأكسدة ومثبطات المعادن على حماية المادة أثناء التعتيق الحراري. تعمل مواد التشحيم على تقليل اللزوجة وتحسين جودة السطح أثناء البثق. بالنسبة لدرجات LSZH القابلة للربط المتبادل، تتم إضافة نظام تشابك سيلاني أو حزمة حساسة للإشعاع بدلاً من ذلك.
تصميم الصياغة: ما الذي تعنيه المقايضات حقًا
يؤدي رفع تحميل الحشو إلى تحسين مؤشر الأكسجين المحدد وتقليل توليد الدخان، ولكنه يقلل أيضًا من قوة الشد والاستطالة والمرونة. هذه هي المقايضة المركزية لأي تركيبة LSZH. تحافظ الدرجة المصممة جيدًا على أداء مثبطات اللهب عند المستوى الذي يتطلبه المعيار مع الحفاظ على استطالة كافية لتركيب الكابلات ومرونتها بشكل موثوق.
تصنيف درجة الحرارة هو البعد الرئيسي الثاني. تستخدم درجة 90 درجة مئوية، ودرجة 105 درجة مئوية، ودرجة 125 درجة مئوية، ودرجة 150 درجة مئوية نسب بوليمر مختلفة، وخيارات حشو، وأنظمة مضادة للأكسدة. على سبيل المثال، يستخدم المركب المصنف لدرجة حرارة 125 درجة مئوية MDH أو نظام حشو مختلط وحزمة مثبت لدرجة حرارة أعلى. ينطبق منطق التطبيق نفسه على الفرق بين مركبات العزل والغلاف: تؤكد درجات العزل على مقاومة الحجم وقوة العزل الكهربائي، بينما تؤكد درجات الغلاف على مقاومة التآكل، ومقاومة الزيت، والمرونة تحت الضغط الميكانيكي.
البلاستيك الحراري LSZH هو النوع الأكثر شيوعًا، وهو مستقر في التخزين وسهل إعادة التدوير. منتج نموذجي مثل أ مركب غمد مثبطات اللهب بالحرارة LSZH تتم معالجتها مباشرة على أجهزة البثق التقليدية أحادية اللولب. بالنسبة للتطبيقات التي تتطلب مقاومة درجات الحرارة العالية، ومقاومة الزيت، ومقاومة التشوه تحت الحرارة، يفضل الإصدارات المتشابكة. ان المواد العازلة LSZH المتشابكة مع الإشعاع ، على سبيل المثال، يحتفظ بشكله وخصائصه العازلة بعد التعرض لفترة طويلة لدرجة حرارة مرتفعة، وهذا هو السبب في أن LSZH المتشابك شائع في تطبيقات أسلاك السيارات والبناء.
الجملة ML-FJ1051 105 ℃ التشعيع المتقاطع LSZH مثبطات اللهب العازلة نحن الصين بالجملة ML-FJ1051 105 ℃ التشعيع عبر LSZH المواد العازلة مثبطات اللهب الموردين والمصنع وهانغتشو مي... عرض المنتج → الجملة ML-TH9001 مورد مادة غمد مثبطات اللهب بالحرارة LSZH نحن الصين بالجملة ML-TH9001 LSZH البلاستيك الحراري غمد المواد غمد مثبطات اللهب الموردين، مصنع، هانغتشو ميلين مواد جديدة ... عرض المنتج → عملية إنتاج LSZH خطوة بخطوة
يتبع إنتاج مركب LSZH نفس المسار العام المستخدم لمعظم مركبات البولي أوليفينات المملوءة، ولكن التحميل العالي للحشو وحساسية الحشو غير العضوي يجعل كل خطوة حرجة.
فحص المواد الخام وتجفيفها
يتم فحص الحشوات الواردة للتأكد من توزيع حجم الجسيمات والنقاء ومحتوى الرطوبة. تتوزع جزيئات ATH بحجم 1-2 ميكرومتر بشكل متساوٍ وتنتج خواص ميكانيكية أفضل من الدرجات الخشنة. ونظرًا لأن ATH يمتص الرطوبة من الهواء، فيجب حماية الصوامع والتغليف، وغالبًا ما يكون التجفيف مطلوبًا قبل الخلط.
الخلط المسبق والاقتران
يتم وزن البوليمرات والحشوات والمواد المضافة ومزجها في خلاط عالي السرعة. هذه هي المرحلة التي تتم فيها عادةً إضافة عوامل التوصيل، مما يؤدي إلى طلاء سطح الحشو بطبقة رقيقة من السيلان أو الطبقة الذكرية. يؤثر وقت الخلط ودرجة حرارة التفريغ على مدى توزيع عامل الاقتران بشكل متساوٍ، ويمكن أن يؤدي الخلط المسبق السيئ إلى بقاء جزيئات الحشو متكتلة في الحبيبة النهائية.
يضاعف والتكوير
يتم إذابة الخليط المسبق وتجانسه في جهاز بثق مزدوج اللولب، ثم يتم تبريده وتقطيعه إلى كريات. يجب أن تظل درجة حرارة الذوبان أعلى من نقطة تلدين البوليمر ولكن أقل بكثير من درجة حرارة تحلل مادة الحشو؛ بالنسبة للأنظمة المعتمدة على ATH، تبدأ درجة حرارة الذوبان التي تزيد عن 220 درجة مئوية تقريبًا في توليد فراغات صغيرة وخشونة سطحية تظهر لاحقًا على أنها استطالة سيئة. يتم فحص العلاقة بين المعلمات المركبة وسلوك الكابل النهائي بمزيد من التفصيل في مقالتنا حول كيفية تأثير تشتت الحشو على سلامة LSZH المبثوقة.
بعد التكوير، يتم تجفيف الكريات وتعبئتها على الفور. الرطوبة الممتصة في الكريات تسبب فقاعات وفراغات أثناء بثق الكابلات، خاصة في تطبيقات العزل حيث يكون الجدار رقيقًا ومتطلبات العزل الكهربائي صارمة.
تتبع الدفعة
يتم تصنيف كل دفعة بالدرجة وتاريخ الإنتاج ورقم الدفعة بحيث يمكن إرجاع النتائج من معمل مراقبة الجودة إلى دفعات مواد خام محددة وظروف العملية. تعتبر إمكانية التتبع هذه ضرورية عندما يقوم العميل بالإبلاغ عن انحراف في الممتلكات يجب التحقيق فيه.
متغيرات العملية الحرجة على الخط المركب
هناك أربعة متغيرات تستحق اهتمامًا خاصًا لأنها تفسر معظم مشكلات جودة LSZH.
- درجة حرارة الذوبان. البقاء ضمن نافذة المعالجة، عادة ما يكون بين 150-200 درجة مئوية لأنظمة EVA المملوءة بـ ATH، يحافظ على كل من الخواص الميكانيكية وجودة السطح. يؤدي ارتفاع درجة الحرارة إلى تحلل الحشو وإطلاق بخار الماء داخل المصهور.
- تصميم القص والمسمار. يساعد القص العالي على تشتيت مواد الحشو ولكنه يرفع أيضًا درجة حرارة الذوبان. يجب أن تكون العناصر اللولبية والسرعة مطابقة للصيغة؛ يمكن للخلط المفرط العدواني أن يؤدي إلى تحلل البوليمر.
- التحكم في الرطوبة. تلتقط كل من الحشوات الخام والكريات النهائية الرطوبة بسهولة. تؤثر ظروف التخزين ودرجة حرارة التجفيف والتعبئة على المنتج النهائي.
- تفعيل الربط المتقاطع. يجب ألا تتشابك مركبات LSZH القابلة للربط بالسيلان قبل الأوان أثناء التركيب. يتم التحكم في درجة الحرارة وتوقيت إضافة السيلاني بحيث يبدأ التشابك فقط عند خط البثق الخاص بصانع الكابلات.
يرى صانعو الكابلات أيضًا تأثيرات هذه المتغيرات على خطوطهم الخاصة. يمكن أن يتصرف نفس المركب بشكل مختلف في جهاز الطارد ذو اللولب المفرد المزود بمسمار حاجز مقابل المسمار منخفض الضغط. تم توثيق الخبرة العملية مع ملفات تعريف درجة الحرارة وسرعات اللولب في مراجعتنا لتحديات بثق LSZH الشائعة في كابلات الاتصالات.
مراقبة الجودة: الاختبارات المهمة
يقوم مصنعو LSZH ذوو السمعة الطيبة باختبار كل دفعة لمجموعة محددة من الخصائص قبل إطلاقها. يسرد الجدول أدناه الاختبارات التي يجب أن يتوقعها صانعو الكابلات في ورقة البيانات النموذجية وما يكشفه كل اختبار.
| اختبار | ما يتحقق | الهدف النموذجي (الدليل) |
|---|---|---|
| قوة الشد | السلامة الميكانيكية للسترة أو العزل | دقيقة. 9 ميجا باسكال قبل وبعد الشيخوخة |
| استطالة عند الاستراحة | المرونة ومقاومة التشقق أثناء التثبيت | دقيقة. 125-150% حسب الدرجة |
| الحد من مؤشر الأكسجين | مثبطات اللهب النسبية للمركب | 28-32% أو أعلى حسب الدرجة |
| الكثافة | اتساق تحميل الحشو بين الدفعات | ضمن حدود المواصفات الضيقة |
| الشيخوخة الحرارية | يتم الاحتفاظ بالخصائص بعد التعرض الحراري لفترة طويلة | تغير منخفض بعد 7-10 أيام عند درجة الحرارة المقدرة |
الاختبارات المتعلقة بالحريق لا تقل أهمية عن الاختبارات الميكانيكية. مؤشر الحد من الأكسجين هو أداة الفحص الأساسية، لكنه لا يصف سلوك كابل محترق في حريق حقيقي. تحدد كثافة الدخان وسمية الدخان وتآكل غازات الاحتراق ما إذا كان يمكن استخدام الكابل في نفق أو مستشفى أو مركز بيانات. لقد وصفنا كيفية قياس سمية الدخان وتآكل مركبات LSZH في دليل منفصل.
بالنسبة لمصنعي الكابلات الذين يستهدفون أسواقًا محددة، يجب أن يفي المجمع أيضًا بالمعايير ذات الصلة. تتطلب تطبيقات أسلاك البناء بشكل متزايد تصنيف رد الفعل على الحريق مثل B1 أو B2 أو C. A مركب غمد مثبطات اللهب من الدرجة B1 LSZH تمت صياغته واختباره وفقًا لمثل هذا التصنيف، لذلك يجب محاذاة درجة المركب وتصميم الكابل من البداية.
الجملة ML-H9001B1 مواد غمد بالحرارة LSZH مثبطات اللهب B1 نحن الصين بالجملة ML-H9001B1 اللدائن الحرارية LSZH مثبطات اللهب B1 غمد المواد الموردين والمصنع وهانغتشو ميلين نيو ما ... عرض المنتج → ماذا يعني هذا بالنسبة للمصادر المركبة
عندما تقوم بتقييم مورد LSZH، اسأل عن أكثر من ورقة البيانات. اسأل عن التحكم في المواد الخام، وتكوين خط التركيب، ووقت البقاء في درجة حرارة عالية، ومعالجة الرطوبة، والاتساق من دفعة إلى دفعة. من الأرجح أن يقوم المورد الذي قام بدمج هذه المتغيرات في عملية الإنتاج الخاصة به بشحن مركب يعمل بسلاسة على خطك ويجتاز اختبارات نوع الكابل في المحاولة الأولى.
تقوم شركة ميلين، على سبيل المثال، بتشغيل 31 خط إنتاج آلي عبر ثلاثة مصانع وتحتفظ بمعدات الاختبار المعملية الخاصة بها، وهو بالضبط نوع البنية التحتية اللازمة للتحكم في جودة الحشو والرطوبة واتساق الدفعة. تظهر أيضًا ثلاثون عامًا من الخبرة في مجال مواد الكابلات في نطاق مجموعة الدرجات: فئات LSZH البلاستيكية الحرارية والمتشابكة، B1/B2/C، وتصنيفات درجات الحرارة من 90 درجة مئوية إلى 150 درجة مئوية، والعزل المخصص، والغلاف، ومتغيرات الغلاف الداخلي.
ينطبق نفس المنطق في الاتجاه المعاكس: إذا فشل الكابل الخاص بك في اختبار الحريق أو اختبار التقادم الحراري، فيمكن إرجاع السبب غالبًا إلى التركيبة والعملية، وليس إلى إعدادات الطارد. عندما يتم التحكم في عملية الصياغة والإنتاج، يكون المركب مستقرًا، ويمكن التنبؤ بمخرجات البثق، ويعمل الكابل النهائي كما هو مصمم.
