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실란 가교 폴리에틸렌(XLPE) 케이블 컴파운드는 전기 케이블에 사용되는 열경화성 절연재의 일종입니다. 이 소재는 실란 화합물을 사용하여 폴리에틸렌 분자를 화학적으로 가교시켜 생산되며, 이 과정에서 폴리에틸렌의 선형 분자 구조가 3차원 네트워크 구조로 변형됩니다. 이러한 가교 공정은 소재의 열 안정성, 기계적 강도 및 전기적 특성을 향상시켜 저전압에서 고전압에 이르는 전력 전송부터 자동차 시스템에 이르기까지 다양한 용도에 적합하게 만듭니다.

실란 가교 XLPE 케이블 컴파운드 소재의 가공 관련 문제점 및 해결책

실란 가교 폴리에틸렌(XLPE) 케이블 컴파운드 소재 제조에는 사전 가교 제어, 열 수축 최적화, 결정화도 조절 및 공정 안정성을 포함한 여러 가지 중요한 기술적 과제가 있습니다. 최근 재료 과학 및 생산 방법론의 발전으로 이러한 난관들이 해결되고 있으며, 제품 품질과 공정 수율이 크게 향상되고 있습니다.

1. 사전 가교 및 열화 완화

 도전:시오플라스 공정에서 A부와 B부의 혼합 및 압출 과정 중 수분에 노출되면 조기 가수분해 및 응축 반응이 발생할 수 있습니다. 이는 제어되지 않은 사전 가교 결합을 유발하여 용융 점도 증가, 유동성 저하, 표면 거칠기 증가, 절연 파괴 전압 저하와 같은 절연 특성 저하를 초래합니다.

해결책:

윤활유 첨가제 통합:통합실리콘 기반 마스터배치, 와 같은SILIKE의 실리콘 기반 가공 첨가제LYPA-208C는 용융 유동성을 효과적으로 개선하고, 스크류 및 다이에 대한 용융물 점착을 줄이며, 최종 가교 품질에 영향을 미치지 않으면서 사전 가교를 효과적으로 방지합니다.

실리콘 첨가제 LYPA-208C최종 가교 품질에 영향을 미치지 않으면서 강력한 사전 가교 방지 성능을 가지고 있습니다.

실리콘 마스터배치 LYPA-208C는 "상어 피부"와 같은 표면 결함을 제거하고 표면 평활도를 향상시킵니다.

실리콘계 첨가제 LYPA-208C는 압출 토크를 크게 줄이고 모터 과부하를 방지합니다.

실록산 첨가제 LYPA-208C압출 라인의 안정성과 생산 속도를 향상시킵니다.

온도 구배 최적화:140°C에서 180°C 사이의 구간별 압출 배럴 온도를 적용하면 국부적인 과열을 최소화할 수 있습니다. 고온 영역에서의 체류 시간을 줄이면 조기 가교 결합 위험을 더욱 낮출 수 있습니다.

2단계 처리:실란을 압출 전에 폴리에틸렌에 접합하는 2단계 방법을 사용하면 인라인 접합과 관련된 압력을 완화하여 단일 단계 방식에 비해 압출 중 사전 가교 가능성을 줄일 수 있습니다.

2. 열수축 성능 최적화

도전:절연층의 과도한 수축은 결정 배향 및 냉각 역학과 관련된 구조적 변형 및 전기적 고장의 위험을 초래합니다.

해결책:

다단계 냉각 시스템:뜨거운 물, 따뜻한 물, 차가운 물을 순차적으로 사용하는 냉각 방식을 통해 결정화 속도를 늦추고, 열 구배를 효과적으로 관리하여 수축률을 줄일 수 있습니다.

압출 매개변수 조정길이 대 직경 비율이 높은 압출기(≥30:1)를 사용하면 용융 유지 시간이 연장되어 불필요한 결정화를 억제할 수 있습니다. 더 작은 케이블(≤6mm²)에는 압축 다이를 사용하여 배향으로 인한 결정화를 최소화하고 수축을 더욱 효과적으로 제어할 수 있습니다.

재료 선택:2단계 실란 가교 폴리에틸렌을 채택함으로써 결정화 거동을 더욱 정밀하게 제어할 수 있어 열 안정성이 향상됩니다.

3. 결정성과 기계적 특성의 균형 유지

도전:결정성이 너무 높으면 취성이 생기고, 결정성이 부족하면 열 저항성이 저하됩니다.

해결책:

용융 온도 제어:용융 온도를 190°C~210°C로 높이고 유지 시간을 연장하면 결정 핵 생성이 감소하지만, 조기 가교 결합을 방지하기 위해 세심한 관리가 필요합니다.

촉매 마스터배치 설계:트윈 스크류 압출 방식을 활용하면 유기주석 촉매가 균일하게 분산되어 가교 결합과 결정성 사이의 상호 작용이 최적화되어 기계적 특성이 향상됩니다.

4. 공정 안정성 향상

도전:공정 변동에 대한 민감성은 압출 압력 불안정 및 표면 결함을 유발합니다.

해결책:

장비 업그레이드:이중 원뿔형 드럼 혼합 시스템을 도입하면 실란 첨가제의 균일한 분산이 보장되며, 최적의 점도를 얻기 위해 2.5시간 이상 혼합이 진행됩니다.

실시간 모니터링:스크류 전류 및 회전 속도를 지속적으로 모니터링하여 온도 설정 및 금형 세척 프로토콜을 신속하게 조정함으로써 안정적인 공정 조건을 유지할 수 있습니다.

XLPE 케이블 제조 산업 동향 및 미래 전망

실리콘계 마스터배치와 같은 기능성 첨가제를 결합한 2단계 공정의 통합은 XLPE 케이블 제조의 공정 문제를 극복하는 핵심 전략으로 부상했습니다. 이러한 혁신은 시범 적용에서 생산 수율을 10~20% 이상 향상시켜 전력 전송 및 자동차 분야에서 XLPE 케이블의 신뢰성을 높이는 것으로 보고되었습니다. 앞으로 제조업체들은 고성능 케이블에 대한 증가하는 수요를 충족하기 위해 XLPE 소재 성능을 더욱 개선하고자 적응형 냉각 기술과 지능형 공정 제어 연구 개발에 집중할 것입니다.

제조업체는 이러한 첨단 가공 전략과 소재 혁신을 도입함으로써 XLPE 케이블 생산의 효율성과 품질을 크게 향상시켜 현대 전기 응용 분야의 진화하는 요구 사항을 충족하는 우수한 제품을 제공할 수 있습니다.

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