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सिलेन-क्रॉसलिंक्ड पॉलीइथिलीन (XLPE) केबल यौगिक विद्युत केबलों में उपयोग किए जाने वाले थर्मोसेट इन्सुलेशन का एक प्रकार है। वे सिलेन यौगिकों का उपयोग करके पॉलीइथिलीन अणुओं को रासायनिक रूप से क्रॉसलिंक करके उत्पादित किए जाते हैं, जो पॉलीइथिलीन की रैखिक आणविक संरचना को तीन-आयामी नेटवर्क में बदल देते हैं। यह प्रक्रिया सामग्री की तापीय स्थिरता, यांत्रिक शक्ति और विद्युत गुणों को बढ़ाती है, जिससे यह कम से लेकर उच्च-वोल्टेज पावर ट्रांसमिशन से लेकर ऑटोमोटिव सिस्टम तक विभिन्न अनुप्रयोगों के लिए उपयुक्त हो जाती है।

सिलेन क्रॉसलिंक्ड XLPE केबल यौगिक सामग्रियों के लिए प्रसंस्करण चुनौतियां और समाधान

सिलेन-क्रॉसलिंक्ड पॉलीइथिलीन (XLPE) केबल यौगिक सामग्रियों के निर्माण में गंभीर तकनीकी चुनौतियों का सामना करना पड़ता है, जिसमें प्री-क्रॉसलिंकिंग नियंत्रण, थर्मल सिकुड़न अनुकूलन, क्रिस्टलीयता समायोजन और प्रक्रिया स्थिरता शामिल है। सामग्री विज्ञान और उत्पादन पद्धतियों में हाल की प्रगति इन बाधाओं को दूर कर रही है, जिससे उत्पाद की गुणवत्ता और प्रसंस्करण उपज में उल्लेखनीय सुधार हो रहा है।

1. प्री-क्रॉसलिंकिंग और स्कोचिंग मिटिगेशन

 चुनौती:सिओप्लास प्रक्रिया में, भाग ए और बी के मिश्रण और एक्सट्रूज़न के दौरान नमी के संपर्क में आने से समय से पहले हाइड्रोलिसिस और संघनन प्रतिक्रियाएँ शुरू हो सकती हैं। इससे अनियंत्रित प्री-क्रॉसलिंकिंग होती है, जिसके परिणामस्वरूप उच्च पिघल चिपचिपापन, खराब प्रवाहशीलता, खुरदरी सतहें और कम ब्रेकडाउन वोल्टेज जैसे समझौता किए गए इन्सुलेशन गुण होते हैं।

समाधान:

स्नेहक योजक एकीकरण:शामिलसिलिकॉन आधारित मास्टरबैच, जैसे किSILIKE का सिलिकॉन-आधारित प्रसंस्करण योजकLYPA-208C, प्रभावी रूप से पिघले हुए पदार्थ के प्रवाह में सुधार करता है, स्क्रू और डाइ पर पिघले हुए पदार्थ के आसंजन को कम करता है, तथा अंतिम क्रॉसलिंकिंग गुणवत्ता को प्रभावित किए बिना प्री-क्रॉसलिंकिंग को प्रभावी रूप से रोकता है।

सिलिकॉन योजक LYPA-208Cअंतिम क्रॉसलिंकिंग गुणवत्ता को प्रभावित किए बिना मजबूत एंटी-प्री-क्रॉसलिंकिंग प्रदर्शन है।

सिलिकॉन मास्टरबैच LYPA-208C "शार्क त्वचा" जैसे सतह दोषों को समाप्त करता है और सतह की चिकनाई को बढ़ाता है

सिलिकॉन-आधारित एडिटिव LYPA-208C एक्सट्रूज़न टॉर्क को काफी हद तक कम करता है और मोटर ओवरलोड को रोकता है

सिलोक्सेन एडिटिव्स LYPA-208Cएक्सट्रूज़न लाइन स्थिरता और आउटपुट दर को बढ़ाता है

तापमान ढाल अनुकूलन:140°C और 180°C के बीच खंडित एक्सट्रूज़न बैरल तापमान लागू करने से स्थानीयकृत ओवरहीटिंग को कम करने में मदद मिलती है। उच्च तापमान वाले क्षेत्रों में निवास समय को कम करने से समय से पहले क्रॉसलिंकिंग का जोखिम और भी कम हो जाता है

दो-चरणीय प्रसंस्करण:दो-चरणीय विधि का उपयोग करने से, जिसमें एक्सट्रूज़न से पहले सिलेन को पॉलीइथिलीन पर ग्राफ्ट किया जाता है, इन-लाइन ग्राफ्टिंग से जुड़े दबाव कम हो जाते हैं, जिससे एकल-चरणीय तरीकों की तुलना में एक्सट्रूज़न के दौरान प्री-क्रॉसलिंकिंग की संभावना कम हो जाती है।

2. थर्मल सिकुड़न प्रदर्शन अनुकूलन

चुनौती:इन्सुलेशन परत के अत्यधिक सिकुड़ने से संरचनात्मक विरूपण और विद्युत विफलता का खतरा होता है, जो क्रिस्टलीय अभिविन्यास और शीतलन गतिशीलता से जुड़ा होता है।

समाधान:

बहु-चरण शीतलन प्रणालियाँ:गर्म, गर्म और ठंडे पानी के शीतलन चरणों के अनुक्रम का उपयोग करने से क्रिस्टलीकरण दर धीमी हो जाती है, तापीय प्रवणता को प्रभावी ढंग से प्रबंधित किया जा सकता है और सिकुड़न को कम किया जा सकता है।

एक्सट्रूज़न पैरामीटर समायोजन: उच्च लंबाई-से-व्यास अनुपात एक्सट्रूडर (≥30:1) का उपयोग करने से पिघले हुए पदार्थ को बनाए रखने का समय बढ़ जाता है, जिससे अवांछित क्रिस्टलीकरण कम हो जाता है। छोटे केबलों (≤6mm²) के लिए संपीड़न डाई का उपयोग करने से अभिविन्यास-प्रेरित क्रिस्टलीकरण कम हो जाता है, जिससे सिकुड़न पर और अधिक नियंत्रण होता है।

सामग्री चयन:दो-चरणीय सिलेन-क्रॉसलिंक्ड पॉलीइथिलीन को अपनाने से क्रिस्टलीकरण व्यवहार पर बेहतर नियंत्रण संभव होता है, जिससे तापीय स्थिरता में सुधार होता है।

3. क्रिस्टलीयता और यांत्रिक गुणों में संतुलन

चुनौती:उच्च क्रिस्टलीयता भंगुरता का कारण बनती है, जबकि अपर्याप्त क्रिस्टलीकरण तापीय प्रतिरोध को कमजोर करता है।

समाधान:

पिघल तापमान नियंत्रण:विस्तारित ठहराव समय के साथ पिघले हुए तापमान को 190°C-210°C तक बढ़ाने से क्रिस्टल न्यूक्लिएशन कम हो जाता है, हालांकि समय से पहले क्रॉसलिंकिंग को रोकने के लिए सावधानीपूर्वक प्रबंधन आवश्यक है।

उत्प्रेरक मास्टरबैच डिजाइन:ट्विन-स्क्रू एक्सट्रूज़न का उपयोग ऑर्गेनोटिन उत्प्रेरकों के एकसमान फैलाव को सुनिश्चित करता है, तथा यांत्रिक गुणों को बढ़ाने के लिए क्रॉसलिंकिंग और क्रिस्टलीयता के बीच परस्पर क्रिया को अनुकूलित करता है।

4. प्रक्रिया स्थिरता बढ़ाना

चुनौती:प्रक्रिया में उतार-चढ़ाव के प्रति संवेदनशीलता, निष्कासन दबाव अस्थिरता और सतह दोष को जन्म देती है।

समाधान:

उपकरण उन्नयन:दोहरे शंकु ड्रम मिश्रण प्रणाली के क्रियान्वयन से सिलेन योजकों का समरूप फैलाव सुनिश्चित होता है, तथा इष्टतम स्थिरता प्राप्त करने के लिए मिश्रण अवधि 2.5 घंटे से अधिक होती है।

वास्तविक समय में निगरानी:स्क्रू करंट और घूर्णन गति की निरंतर निगरानी से तापमान सेटिंग और मोल्ड सफाई प्रोटोकॉल में त्वरित समायोजन संभव हो पाता है, जिससे प्रसंस्करण की स्थिति स्थिर बनी रहती है।

XLPE केबल निर्माण के उद्योग रुझान और भविष्य का दृष्टिकोण

सिलिकॉन-आधारित मास्टरबैच जैसे कार्यात्मक योजकों के साथ संयुक्त दो-चरणीय प्रसंस्करण का एकीकरण, XLPE केबल निर्माण में प्रसंस्करण चुनौतियों को दूर करने के लिए एक अग्रणी रणनीति के रूप में उभरा है। इन नवाचारों ने कथित तौर पर पायलट अनुप्रयोगों में उत्पादन पैदावार में 10~20% से अधिक की वृद्धि की है, जिससे बिजली संचरण और ऑटोमोटिव क्षेत्रों में XLPE केबलों की विश्वसनीयता बढ़ी है। भविष्य को देखते हुए, निर्माता उच्च प्रदर्शन वाले केबलों की बढ़ती मांग को पूरा करने के लिए XLPE सामग्री के प्रदर्शन को और बेहतर बनाने के लिए अनुकूली शीतलन प्रौद्योगिकियों और बुद्धिमान प्रक्रिया नियंत्रणों के अनुसंधान और विकास पर ध्यान केंद्रित कर रहे हैं।

इन उन्नत प्रसंस्करण रणनीतियों और सामग्री नवाचारों को अपनाकर, निर्माता XLPE केबल उत्पादन की दक्षता और गुणवत्ता को महत्वपूर्ण रूप से बढ़ा सकते हैं, जिससे आधुनिक विद्युत अनुप्रयोगों की उभरती मांगों को पूरा करने वाले बेहतर उत्पादों की डिलीवरी सुनिश्चित हो सके।

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