Halogenorik gabeko suaren aurkako kableen materialen arloan,magnesio hidroxidoa (MDH)etaaluminio hidroxidoa (ATH)Betetzeko bi sugar-iragantzaile nagusiak dira, eta haien hautatzeak zuzenean eragiten die suaren mailari, prozesatzeko errendimenduari, epe luzeko fidagarritasunari eta kablearen kostuari. Artikulu hau deskonposizio termikoko mekanismoan, kristalen morfologian eta gainazaleko ezaugarrietan oinarritzen da. Sistematikoki alderatzen ditu bien arteko deskonposizio-tenperaturari, suaren aurkako eraginkortasunari, efektu mekanikoei, isolamendu elektrikoari eta ingurumen-erresistentziari dagokionez, baita aplikazio-eszenatoki zehatzei dagokienez ere. Hautaketa zientifikoa erabakitzeko esparrua eta optimizazio konposatuen estrategiak eskaintzen ditu.
·Aluminio Hidroxidoa (ATH, Al(OH)₃):
·Deskonposizio tenperatura: baxua, 180-220 ℃ ingurukoa, deskonposizio endotermikoa hasten da, 205 ℃ inguruko gailurrarekin.
·Beroa xurgatzeko balioa: nahiko altua, 1050 J/g ingurukoa.
·Erreakzioaren ekuazioa: 2Al(OH)₃ → Al₂O₃ + 3H₂O↑ (loturiko uraren %34,6 pisu gutxi gorabehera askatzen du).
·Inpaktua: beroa xurgatzearen, hoztearen eta ur-lurrunaren diluzioaren askapenaren efektu nabarmenek tenperatura altuko prozesatzeko sistemetan aplikatzea mugatzen dute, hala nola peroxidoen gurutzaketaren bidez.
·Magnesio hidroxidoa (MDH, Mg (OH) ₂):
·Deskonposizio tenperatura: nahiko altua, 300-340 ℃ ingurukoa, deskonposizio endotermikoa hasten da, 330 ℃ inguruko gailurrarekin.
·Beroa xurgatzeko balioa: 1300 J/g inguru.
·Erreakzio formula: Mg(OH)₂ → MgO + H₂O↑ (lotutako uraren %31,0 pisua askatzen du gutxi gorabehera).
·Inpaktua: egonkortasun termiko handiagoak prozesatzeko tenperatura altuagoak dituzten kable material-sistemetarako egokia da.
·Kristalaren morfologia: ATH plaka-itxurako irregularra edo diamante itxurakoa izan ohi da; MDH plaka hexagonalen antzeko kristalak dira gehienbat. MDH-k kristalen gogortasun handiagoa du eta prozesatzeko ekipoetan higadura nahiko handiagoa du.
·Azaleko energia: biak hidrofiloak dira eta polimero hidrofoboekin bateragarritasun eskasa dute. Azalera aldatzea (azido estearikoarekin, silanoarekin, titanatoarekin, etab. estaltzea) beharrezkoa da, eta aldaketa-efektua betetze-kopurua eta azken errendimendua zehazteko gakoa da.
|
Errendimenduaren dimentsioa |
Aluminio hidroxidoa (ATH) |
Magnesio hidroxidoa (MDH) |
Kable aplikazioetarako inspirazioa |
|
Prozesatzeko moldagarritasuna |
Deskonposizio-tenperatura baxua, prozesatzeko tenperatura ≤ 200 ℃ duten sistemetarako soilik egokia, hala nola, silano gurutzaketa, irradiazio gurutzaketa edo partzialki termoplastikozko estalkien materialetarako. |
Egonkortasun termiko handia, 180-300 ℃ prozesatzeko tenperatura duten sistemetarako egokia, hala nola peroxidozko polietileno gurutzatua (XLPE) eta tenperatura altuko estrusiozko estalkietarako. |
Hautaketa-irizpide nagusiak: kablearen ekoizpen-prozesuaren arabera (tenperatura, ebakidura-indarra) aldez aurretik hautatzea. |
|
Suaren aurkako eraginkortasuna |
Beroa xurgatzeko balio handia, kea kentzeko efektu bikaina. Baina suaren aurkako maila bera lortzeko (adibidez, UL94 V-0) betegarri kopuru handiagoa behar da (% 60-65). |
Masa-unitateko bero-xurgapena handiagoa da, eta deskonposizio-hondarra MgO egonkorragoa da tenperatura altuetan, eratutako karbono-geruzaren babes-efektu hobea eragiten du. Normalean, betetze-kopurua ATH baino apur bat txikiagoa da (% 55-65 efektu bera lor dezake). |
MDH-k abantaila txikiak ditu tantaka-jaurtiketaren aurkako eta errekuntzaren osteko errekuntzan, bereziki egokiak suaren aurkako eskakizunetarako (adibidez, IEC 60332-3 Cat A). |
|
Propietate mekanikoetan eragina |
Gogortasuna baxua da, eta polimero-matrizearen zurruntze-efektua ahula da, baina betegarri altuak oraindik nabarmen kaltetzen du gogortasuna (hausturaren luzapenaren murrizketarekin). |
Kristalaren gogortasun handiak matrizearen zurruntze-efektu esanguratsuagoa eragiten du, eta betegarri kopuru berean talkaren indarraren eta luzapenaren eragin negatiboa ATHrena baino handiagoa izan ohi da. |
Malgutasun handia behar duten aplikazioetarako (adibidez, arraste-kateen kableak eta roboten kableak), betegarritasun handiko MDH kontu handiz erabili behar da, edo konpentsatu behar da substratu elastikoekin edo konposatu aldaketekin. |
|
Errendimendu elektrikoa |
Deskonposizio produktua Al₂O₃ isolatzaile bikaina da, isolamenduaren erresistentzia mantentzen laguntzen duena. Baina betetze altuak ezpurutasun ioiak sar ditzake, bolumen-erresistentziari eraginez. |
MgO deskonposizio produktuak isolamendu ona du eta Al₂O₃ baino hezetasun xurgapen txikiagoa du, eta horrek ingurune hezeetan propietate dielektriko egonkorragoak mantentzen laguntzen du. |
Probatu zorrotz tentsio ertain eta altuko materialen isolamendu elektrikoen errendimendua ura xurgatu ondoren. MDH normalean epe luzerako egonkortasun elektriko hobea erakusten du. |
|
Azido erresistentzia eta prezipitazio erresistentzia |
Al₂O₃-ren hondakina anfoteroa da eta ingurune azido edo biziki alkalinoetan erreakzionatu dezake. Lurzoru azidoan epe luzera aplikatzea kontuan hartu behar da. |
MgO hondakina alkalinoa da eta azidoarekiko erresistentzia eskasa du, baina errekuntzan sortutako gas azidoak neutraliza ditzake (adibidez, HCl, SO₂), eta hori abantailatsua da korrosibo-gasen eskakizun txikia duten lekuetarako. |
Ebaluatu kablearen erabilera-ingurunearen azidotasuna, alkalinitatea eta hezetasuna (kimikoa, tunela, ozeanoa) eta hautatu sistema egonkorrago bat. |
|
Kea kentzeko propietatea |
Bikaina. ATH oso aitortzen da kea kea kentzeko eraginkorrenetako bat dela, suaren erregaigarri gehienek baino kearen irteera askoz txikiagoarekin. |
Bikaina, baina betegarri kopuru berdinarekin, kea kentzeko efektua ATH baino apur bat txikiagoa izan ohi da. |
Kearen toxikotasunari buruzko baldintza zorrotzak dituzten lekuetarako, hala nola, metroak eta altuera handiko eraikinak, ATH edo ATH oinarritutako formulazioei lehentasuna eman behar zaie. |
|
Dentsitatea |
2,42 g/cm³ inguru |
2,38 g/cm³ inguru |
Formula kablearen kable-dentsitatea apur bat txikiagoa da, eta hori onuragarria da pisua eta unitate-luzera kostua murrizteko. |
-Tenperatura baxuko prozesatzeko kableak: PVC, EVA biguna, ke baxuko eta halogenorik gabeko tenperatura ertain baxuko zorroa, kontrol kableak
-Eraikinen kableatu orokorra, etxeko apainketa-kableak, barruko korronte ahuleko kableak
-Kostarekiko sentikorrak, kantitate handiak, suaren aurkako eskakizunak V-1/V-2, suaren aurkako baldintzak C/B klaseak
-Suaren aurkako eszenatoki ahulak betegarri baxukoak, luzapen handikoak eta malgutasun handikoak
-Tenperatura altuko prozesatzeko sistema: PP, XLPE, irradiazio gurutzaketa, silano gurutzaketa TPE/TPU
- Segurtasun handiko eszenatokiak: metroa, abiadura handiko trena, ontziak, energia nuklearra, tunelak, ospitaleak, datu-zentroak
-Energia-kable berriak: fotovoltaikoak, energia biltegiratzea, energia eolikoa, kargatzeko pilak, energia-bateria arnesak
-Tentsio altuko/komunikazio kableak: isolamendu handia, dielektriko baxua, ke baxua eta toxikotasun baxua behar dira.
-Epe luzerako eguraldiaren/beroaren aurkako kableak: 105 ℃, 125 ℃, 150 ℃ graduak
Gomendatutako ratioa: ATH: MDH=3:1~1:1
-Prozesatzeko leihoa eta kostua orekatzea
-Hobekuntza sinergikoa suaren erresistentzia eta kea kentzea
-Egonkortasun mekaniko eta estrusio hobea
- Estandar zorrotzak bete ditzakete, hala nola, A klaseko suaren aurkakoa, B1 klasea, UL VW-1, IEC 60332, etab.
Kable materialen magnesio hidroxidoaren eta aluminio hidroxidoaren artean ez dago erabateko "goitasunik edo gutxiagotasunik"rik, "egokitzapena" baino ez dago aplikazio-eszenatoki zehatzetan oinarrituta. Hautaketa enpirismotik datu eta mekanismoetan oinarritutako erabaki zehatzak hartzera pasatzen ari da.
