तार और केबल उद्योग में पॉलीओलेफिन सामग्रियों का अनुप्रयोग

पॉलीओलेफिन सामग्री, जो अपने उत्कृष्ट विद्युत गुणों, प्रसंस्करण क्षमता और पर्यावरणीय प्रदर्शन के लिए जानी जाती हैं, तार और केबल उद्योग में सबसे व्यापक रूप से उपयोग की जाने वाली इन्सुलेशन और आवरण सामग्री में से एक बन गई हैं।

पॉलीओलेफिन उच्च आणविक भार वाले पॉलिमर होते हैं जिन्हें एथिलीन, प्रोपिलीन और ब्यूटेन जैसे ओलेफिन मोनोमर से संश्लेषित किया जाता है। इनका व्यापक उपयोग केबल, पैकेजिंग, निर्माण, ऑटोमोटिव और चिकित्सा उद्योगों में होता है।

केबल निर्माण में, पॉलीओलेफिन सामग्री कम परावैद्युत स्थिरांक, बेहतर इन्सुलेशन और उत्कृष्ट रासायनिक प्रतिरोध प्रदान करती है, जिससे दीर्घकालिक स्थिरता और सुरक्षा सुनिश्चित होती है। इनकी हैलोजन-मुक्त और पुनर्चक्रणीय विशेषताएं भी हरित और टिकाऊ विनिर्माण के आधुनिक रुझानों के अनुरूप हैं।

I. मोनोमर प्रकार के आधार पर वर्गीकरण

1. पॉलीइथिलीन (पीई)

पॉलीइथिलीन (PE) एक थर्मोप्लास्टिक राल है जो एथिलीन मोनोमर से पॉलीमराइज़्ड होता है और विश्व स्तर पर सबसे व्यापक रूप से उपयोग किए जाने वाले प्लास्टिक में से एक है। घनत्व और आणविक संरचना के आधार पर, इसे LDPE, HDPE, LLDPE और XLPE प्रकारों में विभाजित किया गया है।

(1)कम घनत्व वाला पॉलीइथिलीन (एलडीपीई)
संरचना: उच्च दबाव मुक्त-मूलक बहुलकीकरण द्वारा निर्मित; इसमें कई शाखित श्रृंखलाएं होती हैं, जिनकी क्रिस्टलीयता 55-65% और घनत्व 0.91-0.93 ग्राम/सेमी³ होता है।

विशेषताएं: नरम, पारदर्शी और प्रभाव प्रतिरोधी, लेकिन मध्यम ताप प्रतिरोध (लगभग 80 डिग्री सेल्सियस तक) रखता है।

उपयोग: संचार और सिग्नल केबलों के लिए आवरण सामग्री के रूप में आमतौर पर उपयोग किया जाता है, जो लचीलेपन और इन्सुलेशन के बीच संतुलन बनाए रखता है।

(2) उच्च घनत्व पॉलीइथिलीन (एचडीपीई)
संरचना: ज़िग्लर-नट्टा उत्प्रेरकों के साथ कम दबाव में बहुलकित; इसमें कुछ या कोई शाखाएँ नहीं होती हैं, उच्च क्रिस्टलीयता (80-95%) और घनत्व 0.94-0.96 ग्राम/सेमी³ होता है।

गुणधर्म: उच्च शक्ति और कठोरता, उत्कृष्ट रासायनिक स्थिरता, लेकिन निम्न तापमान पर कठोरता थोड़ी कम।

अनुप्रयोग: इन्सुलेशन परतों, संचार नलिकाओं और फाइबर ऑप्टिक केबल शीथ के लिए व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है, जो बेहतर मौसम और यांत्रिक सुरक्षा प्रदान करता है, विशेष रूप से बाहरी या भूमिगत प्रतिष्ठानों के लिए।

(3) लीनियर लो-डेंसिटी पॉलीइथिलीन (एलएलडीपीई)
संरचना: एथिलीन और α-ओलेफिन से सह-पॉलिमरीकृत, लघु-श्रृंखला शाखाकरण के साथ; घनत्व 0.915–0.925 ग्राम/सेमी³ के बीच।

विशेषताएं: यह लचीलेपन और मजबूती को उत्कृष्ट पंचर प्रतिरोध के साथ जोड़ता है।

अनुप्रयोग: निम्न और मध्यम वोल्टेज केबलों और नियंत्रण केबलों में आवरण और इन्सुलेशन सामग्री के रूप में उपयुक्त, प्रभाव और झुकने के प्रतिरोध को बढ़ाता है।

(4)क्रॉस-लिंक्ड पॉलीइथिलीन (XLPE)
संरचना: रासायनिक या भौतिक क्रॉसलिंकिंग (सिलान, पेरोक्साइड या इलेक्ट्रॉन-बीम) के माध्यम से निर्मित एक त्रि-आयामी नेटवर्क।

विशेषताएं: उत्कृष्ट ताप प्रतिरोध, यांत्रिक शक्ति, विद्युत इन्सुलेशन और मौसम प्रतिरोधकता।

अनुप्रयोग: मध्यम और उच्च वोल्टेज बिजली केबलों, नई ऊर्जा केबलों और ऑटोमोटिव वायरिंग हार्नेस में व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है - आधुनिक केबल निर्माण में एक मुख्यधारा का इन्सुलेशन सामग्री।

2. पॉलीप्रोपाइलीन (पीपी)

प्रोपीलीन से बहुलकित पॉलीप्रोपाइलीन (पीपी) का घनत्व 0.89–0.92 ग्राम/सेमी³, गलनांक 164–176 डिग्री सेल्सियस और परिचालन तापमान सीमा –30 डिग्री सेल्सियस से 140 डिग्री सेल्सियस तक होती है।
विशेषताएं: हल्का वजन, उच्च यांत्रिक शक्ति, उत्कृष्ट रासायनिक प्रतिरोध और बेहतर विद्युत इन्सुलेशन।

उपयोग: मुख्य रूप से केबलों में हैलोजन-मुक्त इन्सुलेशन सामग्री के रूप में उपयोग किया जाता है। पर्यावरण संरक्षण पर बढ़ते जोर के साथ, क्रॉस-लिंक्ड पॉलीप्रोपाइलीन (XLPP) और संशोधित कॉपोलिमर PP रेलवे, पवन ऊर्जा और इलेक्ट्रिक वाहन केबलों जैसे उच्च तापमान और उच्च वोल्टेज केबल प्रणालियों में पारंपरिक पॉलीइथिलीन की जगह तेजी से ले रहे हैं।

3. पॉलीब्यूटिलीन (पीबी)

पॉलीब्यूटिलीन में पॉली(1-ब्यूटेन) (पीबी-1) और पॉलीआइसोब्यूटिलीन (पीआईबी) शामिल हैं।

गुणधर्म: उत्कृष्ट ताप प्रतिरोध, रासायनिक स्थिरता और रेंगने का प्रतिरोध।

अनुप्रयोग: पीबी-1 का उपयोग पाइप, फिल्म और पैकेजिंग में किया जाता है, जबकि पीआईबी का व्यापक रूप से केबल निर्माण में जल-अवरोधक जेल, सीलेंट और फिलिंग कंपाउंड के रूप में उपयोग किया जाता है, क्योंकि यह गैस के लिए अभेद्य और रासायनिक रूप से निष्क्रिय होता है - आमतौर पर फाइबर ऑप्टिक केबलों में सीलिंग और नमी से सुरक्षा के लिए इसका उपयोग किया जाता है।

II. अन्य सामान्य पॉलीओलेफिन सामग्री

(1) एथिलीन-विनाइल एसीटेट कॉपोलिमर (ईवीए)

ईवीए में एथिलीन और विनाइल एसीटेट का संयोजन होता है, जिसमें लचीलापन और ठंड प्रतिरोधकता (–50 डिग्री सेल्सियस पर भी लचीलापन बनाए रखता है) जैसे गुण होते हैं।
विशेषताएं: मुलायम, प्रभाव-प्रतिरोधी, गैर-विषाक्त और उम्र बढ़ने के प्रति प्रतिरोधी।

अनुप्रयोग: केबलों में, EVA का उपयोग अक्सर लो स्मोक जीरो हैलोजन (LSZH) फॉर्मूलेशन में लचीलेपन संशोधक या वाहक राल के रूप में किया जाता है, जो पर्यावरण के अनुकूल इन्सुलेशन और शीथ सामग्री की प्रसंस्करण स्थिरता और लचीलेपन में सुधार करता है।

(2) अति-उच्च-आणविक-भार पॉलीइथिलीन (UHMWPE)

1.5 मिलियन से अधिक आणविक भार वाला यूएचएमडब्लूपीई एक उच्च श्रेणी का इंजीनियरिंग प्लास्टिक है।

विशेषताएं: प्लास्टिक में सबसे अधिक घिसाव प्रतिरोध, एबीएस से पांच गुना अधिक प्रभाव शक्ति, उत्कृष्ट रासायनिक प्रतिरोध और कम नमी अवशोषण।

अनुप्रयोग: ऑप्टिकल केबलों और विशेष केबलों में उच्च-घिसाव वाली आवरण परत या तन्यता तत्वों के लिए कोटिंग के रूप में उपयोग किया जाता है, जिससे यांत्रिक क्षति और घिसाव के प्रति प्रतिरोध बढ़ता है।

III. निष्कर्ष

पॉलीओलेफिन पदार्थ हैलोजन-मुक्त, कम धुआं उत्पन्न करने वाले और जलने पर विषैले नहीं होते हैं। ये उत्कृष्ट विद्युत, यांत्रिक और प्रसंस्करण स्थिरता प्रदान करते हैं, और ग्राफ्टिंग, मिश्रण और क्रॉसलिंकिंग तकनीकों के माध्यम से इनके प्रदर्शन को और बेहतर बनाया जा सकता है।

सुरक्षा, पर्यावरण अनुकूलता और विश्वसनीय प्रदर्शन के संयोजन के कारण, पॉलीओलेफिन सामग्री आधुनिक तार और केबल उद्योग में प्रमुख सामग्री प्रणाली बन गई है। भविष्य में, जैसे-जैसे नई ऊर्जा वाहन, फोटोवोल्टिक्स और डेटा संचार जैसे क्षेत्र बढ़ते रहेंगे, पॉलीओलेफिन अनुप्रयोगों में नवाचार केबल उद्योग के उच्च-प्रदर्शन और टिकाऊ विकास को और गति प्रदान करेंगे।