تطبيقات الكابل المطاطي: مقارنة بين 7 مواد للكابل المطاطي

كابل مغلف بالمطاط
كابل المطاط: الأسلاك والكابلات ذات الطبقة العازلة والغلاف المطاطي. الكابل المغلف بالمطاط هو نوع من الكابلات الناعمة والمتحركة. الطبقة العازلة والغلاف مصنوعان من المطاط الطبيعي، ومطاط ستيرين-بوتادين، ومطاط إيثيلين-بروبيلين، إلخ. بالإضافة إلى تلبية أداء العزل والخصائص الفيزيائية والميكانيكية، يجب أن تكون مقاومة للشيخوخة والتآكل. تتطلب بعض المنتجات مقاومة للزيت ومقاومة للهب. وفقًا للقوة الخارجية الميكانيكية على الكابل، يتم تقسيم هيكل المنتج إلى ثلاث فئات: خفيف ومتوسط وثقيل. يوجد أيضًا اتصال مناسب في المقطع العرضي.

نطاق استخدام الكابل المطاطي
تُستخدم الكابلات المغطاة بالمطاط على نطاق واسع في مختلف المعدات الكهربائية، مثل الأجهزة المنزلية والآلات الكهربائية والأجهزة الكهربائية وكابلات الطاقة المحمولة للأجهزة. وفي الوقت نفسه، يمكن استخدامها في الظروف البيئية الداخلية أو الخارجية، وتُستخدم المنتجات في جميع مناحي الحياة.

تصنيف الكابلات المطاطية
تنقسم الكابلات المغلفة بالمطاط إلى كابلات ثقيلة مغلفة بالمطاط (كابلات YC، كابلات YCW)، وكابلات متوسطة مغلفة بالمطاط (كابلات YZ، كابلات YZW)، وكابلات خفيفة مغلفة بالمطاط (كابلات YQ، كابلات YQW)، وكابلات مقاومة للماء مغلفة بالمطاط (كابلات JHS، كابلات JHSP)، وكابلات آلات اللحام (كابلات YH، كابلات YHF). كابلات YHD عبارة عن كابلات طاقة مطلية بالقصدير للاستخدام الخارجي. وفقًا لاستخداماتها، يتم تقسيمها إلى كابلات طاقة وكابلات تحكم وإشارات وكابلات بحرية وكابلات طيران وكابلات تعدين وأسلاك تركيب وما إلى ذلك.

تصنيف الكابلات المطاطية
تنقسم الكابلات المغلفة بالمطاط إلى كابلات ثقيلة مغلفة بالمطاط (كابلات YC، كابلات YCW)، وكابلات متوسطة مغلفة بالمطاط (كابلات YZ، كابلات YZW)، وكابلات خفيفة مغلفة بالمطاط (كابلات YQ، كابلات YQW)، وكابلات مقاومة للماء مغلفة بالمطاط (كابلات JHS، كابلات JHSP)، وكابلات آلات اللحام (كابلات YH، كابلات YHF). كابلات YHD عبارة عن كابلات طاقة مطلية بالقصدير للاستخدام الخارجي. وفقًا لاستخداماتها، يتم تقسيمها إلى كابلات طاقة وكابلات تحكم وإشارات وكابلات بحرية وكابلات طيران وكابلات تعدين وأسلاك تركيب وما إلى ذلك.
كابلات الأجهزة اللاسلكية: تنتج بشكل أساسي نوعين من الكابلات المغلفة بالمطاط (واحد محمي وواحد غير محمي)، والتي يمكنها تلبية المتطلبات بشكل أساسي، النماذج هي WYHD وWYHDP.
منتجات الكابلات للتصوير الفوتوغرافي: تمشيا مع تطوير مصادر الضوء الجديدة، فهي تتميز بهياكل صغيرة وأداء جيد، في حين تلبي احتياجات العمل الداخلي والخارجي، وتحل تدريجيا محل بعض المنتجات القديمة الثقيلة والرديئة المقاومة للحرارة.
بشكل عام، تُستخدم الكابلات الخفيفة المغلفة بالمطاط في الأجهزة الكهربائية اليومية والمعدات الكهربائية الصغيرة، وتتطلب النعومة وخفة الوزن وأداء الانحناء الجيد؛
تُستخدم الكابلات متوسطة الحجم المغلفة بالمطاط على نطاق واسع في كهربة الزراعة بالإضافة إلى الاستخدام الصناعي؛
تُستخدم الكابلات الثقيلة في أماكن مثل آلات الموانئ، وأضواء البحث، ومحطات الصرف والري الهيدروليكية واسعة النطاق للشركات المنزلية.
يتميز هذا النوع من المنتجات بتنوع جيد، وسلسلة كاملة من المواصفات، وأداء جيد واستقرار.

الاختلافات بين سبع مواد شائعة لصنع الكابلات المطاطية

1. كابل المطاط الطبيعي

المطاط الطبيعي عبارة عن مادة مرنة للغاية يتم جمعها من نباتات مثل أشجار المطاط. وبسبب طرق التصنيع المختلفة، ينقسم المطاط الطبيعي إلى مطاط مدخن ومطاط كريب. يستخدم المطاط المدخن في صناعة الأسلاك والكابلات.

(I) تركيب وبنية كابل المطاط الطبيعي

المكون الرئيسي للمطاط الطبيعي هو هيدروكربون المطاط. المكون الكيميائي الأساسي للهيدروكربون المطاطي هو الإيزوبرين، وصيغته الجزيئية هي C5H8.

(II) خصائص كابل المطاط الطبيعي

1. قوة ميكانيكية عالية. المطاط الطبيعي عبارة عن مطاط بلوري يتمتع بأداء جيد في التعزيز الذاتي. يمكن أن تصل قوة الشد للمطاط النقي إلى أكثر من 170 كجم/سم2.
2. أداء عزل كهربائي ممتاز. يتمتع المطاط الطبيعي بأداء عزل كهربائي جيد، ومقاومة عزل عالية وخسارة عازلة صغيرة.
3. مرونة جيدة. من بين جميع أنواع المطاط، يتمتع المطاط الطبيعي بأفضل مرونة.
4. مقاومة جيدة للبرد. يمكن استخدام منتجات المطاط الطبيعي عند درجة حرارة -50 درجة مئوية.
5. أداء جيد في العملية. يسهل خلط المطاط الطبيعي مع عوامل الفلكنة وغيرها من عوامل التركيب، كما يسهل استخدامه مع أي مطاط أو بلاستيك. كما أن العملية سهلة التحكم وأداء الفلكنة جيد.

من عيوب المطاط الطبيعي مقاومة الحرارة المنخفضة، ومقاومة الشيخوخة بالأكسجين الحراري، ومقاومة الأوزون، ومقاومة الزيت، ومقاومة المذيبات، كما أنه قابل للاشتعال ومصدره محدود.

2. كابل مطاطي من ستيرين بوتادين
   (I) النوع

يتم بلمرة مطاط ستيرين بوتادين من مركبين أحاديين، فينيل بوتادين وستيرين. والمركب الأكثر استخدامًا في الصين هو ستيرين بوتادين 30A المصنوع محليًا من الراتنج الناعم، وهو ما يعادل الطرازين الدوليين 1500 و1503.

(II) الخصائص

1. أداء عزل كهربائي جيد، لكنه ليس جيدًا مثل المطاط الطبيعي.
2. إن مقاومة الشيخوخة بالحرارة والأكسجين أفضل من مقاومة المطاط الطبيعي، ولكن مقاومة الأوزون أسوأ من مقاومة المطاط الطبيعي.
3. إنها تتمتع بقدر معين من المرونة، ولكنها ليست جيدة مثل المطاط الطبيعي.
4. مقاومة التآكل أسوأ من مقاومة المطاط الطبيعي، ولكن مقاومة التمزق ومقاومة الانحناء ومقاومة البرد ليست جيدة مثل تلك الموجودة في المطاط الطبيعي.
5. أداء المعالجة ضعيف، والالتصاق صغير، والانكماش كبير، والدحرجة والبثق صعبان.
   في الأسلاك والكابلات، يتم استخدام مطاط ستيرين بوتادين والمطاط الطبيعي بنسبة معينة.
6. كابل EPDM
   (I) أنواع كابل EPDM
   EPDM هو عبارة عن بوليمر مشترك من الإيثيلين والبروبيلين. ينقسم EPDM إلى نوعين: EPDM وEPDM. المادة الخام المستخدمة في الكابلات المغطاة بالمطاط المستخدمة في التعدين – أداء EPDM، الكابلات المغطاة بالمطاط المستخدمة في التعدين، مادة العزل للكابلات المغطاة بالمطاط عالية الجهد المستخدمة في التعدين – EPDM هو نوع جديد من المطاط يتمتع بآفاق تطوير واعدة للغاية. يتمتع بأداء شامل ممتاز، وبالمقارنة مع المطاطات الأخرى، يتمتع بمقاومة جيدة بشكل خاص للطقس، ومقاومة الأوزون، ومقاومة الحرارة، إلخ.
   (II) خصائص كابل EPDM
7. EPDM مادة غير قطبية، لذلك تتمتع بخصائص كهربائية ممتازة. على الرغم من أن لها بعض التأثير على خصائصها الكهربائية بعد الرطوبة، إلا أنها لا تزال أكثر استقرارًا من مطاط البوتيل والمطاط الطبيعي ومطاط ستيرين بوتادين. على وجه الخصوص، فإن مقاومتها للكورونا ومقاومتها للتفريغ الحر رائعة. إنها أفضل من البولي إيثيلين المكلور سلفونات والبولي إيثيلين والبولي إيثيلين المتشابك والمطاط البوتيل. على سبيل المثال، لا تتجاوز مقاومة مطاط البوتيل للكورونا ساعتين، بينما يمكن أن تصل مقاومة EPDM إلى شهرين. إن جهد الانهيار المتردد طويل الأمد لكابل EPDM المعزول أعلى بنسبة 30-50% من كابل مطاط البوتيل المعزول، وكابل الانهيار المتردد قصير الأمد أعلى بنسبة 10-20%، وجهد الانهيار النبضي أعلى بنسبة 10%. أداء عزل كهربائي ممتاز. أداء العزل الكهربائي بعد الغمر في الماء مستقر للغاية لأن EPDM لديه امتصاص منخفض للماء. إن مقاومة الهالة ومقاومة التفريغ الحر متميزتان بشكل خاص، أفضل من البولي إيثيلين المكلور سلفونات، وأفضل من المطاط البوتيلي والبولي إيثيلين المترابط والبولي إيثيلين.
8. مقاومة جيدة للحرارة. يتمتع مطاط EPDM بمقاومة أفضل للشيخوخة الحرارية من المطاط العادي. ويمكن استخدامه لفترة طويلة عند درجة حرارة تتراوح بين 85 و90 درجة مئوية، ويمكن أن تصل درجة حرارة الاستخدام القصير الأمد إلى 150 درجة مئوية.
9. مقاومة ممتازة للأوزون. لا يتشقق مطاط EPDM بعد 2430 ساعة في وسط يحتوي على 100 جزء في المليون من الأوزون، وهو أفضل من مطاط البوتيل وحتى أفضل من مطاط الكلوروبرين.
10. مقاومة جيدة للطقس. لا يتشقق مطاط EPDM بعد تعرضه لأشعة الشمس لمدة ثلاث سنوات، بينما يتشقق المطاط الطبيعي بعد تعرضه لأشعة الشمس لمدة 150 يومًا.
11. مقاومة جيدة للبرد. يتمتع مطاط EPDM بمرونة جيدة للصدمات، ويأتي في المرتبة الثانية بعد مطاط البيوتادين والمطاط الطبيعي، ويمكنه الحفاظ على مرونة جيدة في درجات الحرارة المنخفضة؛ درجة حرارة الهشاشة منخفضة للغاية، ولا يزال يتمتع بنعومة جيدة عند درجة حرارة منخفضة تبلغ -55 درجة مئوية، ولا يزال من الممكن استخدامه عند -65 درجة مئوية.
12. مقاومة جيدة للتآكل الكيميائي. أكبر عيب في مطاط EPDM هو سرعة الفلكنة البطيئة، اللزوجة الرديئة، والأداء الضعيف للعملية. ومع ذلك، نظرًا لأدائه الممتاز ومصادر المونومر الوفيرة، فإن سعره ليس مرتفعًا جدًا. لذلك، يتوسع تطبيقه في صناعة الكابلات يومًا بعد يوم، ويُستخدم في الغالب في تصنيع مواد العزل لكابلات السفن وكابلات التعدين.

رابعا. كابل مطاطي من الكلوروبرين
(I) نوع كابل مطاطي من الكلوروبرين

مطاط الكلوروبرين هو بوليمر كلوروبرين. وبسبب الطرق المختلفة، ينقسم مطاط الكلوروبرين إلى ثلاثة أنواع: النوع العام (نوع GN)، والنوع 54-1 (نوع W)، والنوع الخاص. تستخدم صناعة الأسلاك والكابلات النوع العام والنوع 54-1.

(II) خصائص كابل المطاط الكلوروبرين

1. خصائص ميكانيكية جيدة. الخصائص الفيزيائية والميكانيكية لمطاط الكلوروبرين تشبه تلك الموجودة في المطاط الطبيعي، كما أن استطالة المطاط الخام أو المطاط المبركن المقوى بالكربون الأسود عالية للغاية.
2. مقاومة ممتازة للشيخوخة. يتميز مطاط الكلوروبرين بمقاومته للشيخوخة، وخاصة في مقاومة الشيخوخة الجوية والأوزون.
3. يتميز بخاصية عدم الاشتعال ومقاومة ممتازة للزيت.
4. أداء العزل الكهربائي ضعيف.

يُعد مطاط الكلوروبرين سهلًا في عملية الكبريتات الذاتية أثناء التخزين، مما يؤدي بسهولة إلى حدوث عملية الفلكنة المبكرة (أي الحرق) وتكلس الأسطوانة في الصناعة.

نظرًا لضعف أداء العزل، لا يستخدم مطاط الكلوروبرين بشكل عام للعزل ويستخدم فقط في الأسلاك المعزولة بالمطاط ذات الجهد المنخفض. ومع ذلك، نظرًا لمقاومته الممتازة للأوزون ومقاومته للشيخوخة الجوية ومقاومته الممتازة للهب وخصائصه الميكانيكية العالية للغاية، فإنه يستخدم على نطاق واسع في غلاف الكابلات البحرية وكابلات التعدين.

V. كابلات المطاط النتريلي
(I) أنواع كابلات المطاط النتريلي

يتم بلمرة مطاط النتريل من البيوتادين والأكريلونيتريل. ينقسم مطاط النتريل إلى مطاط النتريل للأغراض العامة ومطاط النتريل الخاص وفقًا لاستخدامه. وينقسم إلى مطاط النتريل الساخن ومطاط النتريل البارد وفقًا لطريقة البلمرة. وفقًا لمحتوى البروبيلين المختلف، ينقسم مطاط النتريل إلى أنواع مختلفة. تشمل الأنواع المنتجة محليًا النتريل-18 (محتوى البروبيلين 18٪) والنتريل-26 (محتوى البروبيلين 26٪) والنتريل-40 (محتوى البروبيلين 40٪)، وهي ناعمة وصلبة. تستخدم صناعة الأسلاك والكابلات بشكل شائع مطاط النتريل البارد للأغراض العامة النتريل-18 والنتريل-26.

(II) خصائص كابل المطاط النتريلي

1. مقاومة ممتازة للزيوت والمذيبات. كلما زاد محتوى الأكريلونيتريل، كانت مقاومة الزيت أفضل.
2. الخصائص الفيزيائية والميكانيكية العامة. الخصائص الميكانيكية للمطاط النتريلي بدون عامل تقوية ضعيفة.
3. مقاومة جيدة للحرارة. مقاومة الحرارة لمطاط النتريل أفضل من مقاومة المطاط الطبيعي ومطاط ستيرين بوتادين.
4. مقاومة جيدة للماء ونفاذية منخفضة للهواء.
5. يمكن خلطه مع أنواع أخرى من المطاط أو البلاستيك لتحسين أداء المطاط.

عيوب المطاط النتريلي هي العزل الكهربائي الضعيف ومقاومة البرد. كلما زاد محتوى الأكريلونيتريل، كلما كانت مقاومة البرد أسوأ. درجة الحرارة الهشة حوالي -20 درجة مئوية فقط؛ مقاومة الأوزون ليست جيدة؛ أداء العملية ضعيف. المطاط النتريلي غير مناسب للعزل. يمكن استخدامه بمفرده أو مخلوطًا مع بلاستيك كلوريد البولي فينيل لصنع أغلفة كابلات مقاومة للزيت، مثل أسلاك توصيل المحرك وكابلات النفط والتعدين وأغلفة كابلات السفن.

6. كابلات المطاط البولي إيثيلين المكلورة المسلفنة
(I) أنواع كابلات المطاط البولي إيثيلين المكلورة المسلفنة

البولي إيثيلين المكلور سلفونات هو مشتق من البولي إيثيلين. وفقًا لمحتوى الكلور والوزن الجزيئي للبولي إيثيلين، يشمل مطاط البولي إيثيلين المكلور سلفونات البولي إيثيلين المكلور سلفونات 20، والبولي إيثيلين المكلور سلفونات 30، والبولي إيثيلين المكلور سلفونات 40، والبولي إيثيلين المكلور سلفونات 45. تستخدم صناعة الأسلاك والكابلات عمومًا البولي إيثيلين المكلور سلفونات 20 والبولي إيثيلين المكلور سلفونات 40.

(II) خصائص كابل المطاط البولي إيثيلين المكلور سلفونات

1. لديه خصائص فيزيائية وميكانيكية جيدة.
2. يتميز بمقاومة جيدة للحرارة ويمكن استخدامه بشكل مستمر عند درجة حرارة 120 درجة مئوية.
3. يتميز بمقاومة ممتازة للأوزون ومقاومة لأشعة الشمس ومقاومة للشيخوخة الجوية، ولن يتشقق بعد ست سنوات من التعرض للخارج.
4. إنه يتمتع بمقاومة جيدة للهب، ويأتي في المرتبة الثانية بعد المطاط الفلوري والمطاط الكلوروبرين.
5. لديه مقاومة كيميائية ممتازة.
6. لديه مقاومة جيدة للزيت.
7. لديه مقاومة جيدة للكورونا ومقاومة للإشعاع.
8. يتميز بأداء عملية جيد ويمكن استخدامه مع أنواع أخرى من المطاط.

تتمثل عيوب مطاط البولي إيثيلين المكلور سلفونات في التشوهات الكبيرة قليلاً عند الضغط والأداء الضعيف في درجات الحرارة المنخفضة. ومع ذلك، نظرًا لمزاياه العديدة، فهو مطاط واعد للغاية بين المطاط الصناعي. غالبًا ما يستخدم البولي إيثيلين المكلور سلفونات 40 للعزل والغلاف، ويمكن استخدام البولي إيثيلين المكلور سلفونات 20 لعزل الأسلاك ذات الجهد المنخفض.

7. كابل المطاط السيليكوني

أولاً وقبل كل شيء، يعتبر مطاط السيليكون مطاطًا خاصًا، يتميز بمقاومة جيدة للحرارة. إنه مقاوم للحرارة لأن سلسلته الجزيئية تتكون من روابط (-Si-O-)، وطاقة رابطة السيليكون-الأكسجين أكبر بكثير من طاقة رابطة الكربون-الكربون (456>348kJ/mol). بالإضافة إلى ذلك، يعد السيليكون عنصرًا غير قابل للاشتعال وله خصائص المواد غير العضوية، لذلك يتمتع بمقاومة عالية للحرارة. مطاط السيليكون ناعم ومقاوم للأوزون والكورونا واللهب وله أداء عزل جيد ومقاوم لدرجات الحرارة العالية والمنخفضة (-60-200 درجة مئوية) وله مقاومة جيدة جدًا للكورونا ومقاومة القوس. إنها مادة آمنة وموثوقة لإنتاج الأسلاك والكابلات.

ثانياً، مقاومة البرد، بالإضافة إلى مقاومة الحرارة، تعني أن كابل المطاط السيليكوني لديه نطاق واسع لدرجة حرارة العمل، والسبب نفسه هو أن طاقة الرابطة كبيرة.

بالإضافة إلى ذلك، فإنه يتمتع بأداء ممتاز في مقاومة الشيخوخة بالأوزون، والشيخوخة الحرارية، والشيخوخة بالأشعة فوق البنفسجية، والشيخوخة الجوية.

كما أنها تتمتع بمقاومة جيدة للزيت، ومقاومة للمذيبات، ومقاومة للإشعاع ومقاومة للهب، ومقاومة جيدة للعفن؛ بالإضافة إلى ذلك، فهي عديمة الرائحة وغير سامة، وليس لها آثار ضارة على صحة الإنسان عند استخدامها.

ولكن لها أيضًا عيوب: قوة الشد وقوة التمزق ومقاومة التآكل في درجة حرارة الغرفة أقل بكثير من تلك الموجودة في المطاط الطبيعي والمطاط الصناعي الآخر، ومقاومة الأحماض والقلويات ضعيفة، والسعر باهظ الثمن، وأداء المعالجة ضعيف.

يعتبر مطاط السيليكون الفينيل جيدًا نسبيًا في مطاط السيليكون من حيث تكنولوجيا المعالجة والخصائص الفيزيائية والميكانيكية ومقاومة درجات الحرارة العالية والتشوه الدائم للضغط، ويُستخدم على نطاق واسع في صناعة الكابلات.

This post is also available in: العربية الإنجليزية الروسية