नॉन-हैलोजन इन्सुलेशन सामग्री क्या हैं?

(1)क्रॉस-लिंक्ड लो स्मोक जीरो हैलोजन पॉलीइथिलीन (XLPE) इन्सुलेशन सामग्री:
एक्सएलपीई इन्सुलेशन सामग्री का निर्माण पॉलीइथिलीन (पीई) और एथिलीन विनाइल एसीटेट (ईवीए) को आधार मैट्रिक्स के रूप में लेकर, विभिन्न योजकों जैसे हैलोजन-मुक्त अग्निरोधी, स्नेहक, एंटीऑक्सिडेंट आदि को मिलाकर, मिश्रण और पेलेटाइजिंग प्रक्रिया द्वारा किया जाता है। विकिरण प्रक्रिया के बाद, पीई एक रेखीय आणविक संरचना से त्रि-आयामी संरचना में परिवर्तित हो जाता है, जिससे यह थर्मोप्लास्टिक सामग्री से अघुलनशील थर्मोसेटिंग प्लास्टिक में बदल जाता है।

साधारण थर्मोप्लास्टिक पीई की तुलना में एक्सएलपीई इन्सुलेशन केबलों के कई फायदे हैं:
1. ऊष्मीय विरूपण के प्रति बेहतर प्रतिरोध, उच्च तापमान पर बेहतर यांत्रिक गुणधर्म, और पर्यावरणीय तनाव दरार और ऊष्मीय वृद्धावस्था के प्रति बेहतर प्रतिरोध।
2. बेहतर रासायनिक स्थिरता और विलायक प्रतिरोध, कम शीत प्रवाह और बरकरार विद्युत गुण। दीर्घकालिक परिचालन तापमान 125°C से 150°C तक पहुंच सकता है। क्रॉस-लिंकिंग प्रक्रिया के बाद, पीई का शॉर्ट-सर्किट तापमान 250°C तक बढ़ाया जा सकता है, जिससे समान मोटाई के केबलों के लिए धारा वहन क्षमता में काफी वृद्धि होती है।
3. एक्सएलपीई-इंसुलेटेड केबल उत्कृष्ट यांत्रिक, जलरोधी और विकिरण-प्रतिरोधी गुण भी प्रदर्शित करते हैं, जो उन्हें विभिन्न अनुप्रयोगों के लिए उपयुक्त बनाते हैं, जैसे कि विद्युत उपकरणों में आंतरिक वायरिंग, मोटर लीड, लाइटिंग लीड, ऑटोमोटिव लो-वोल्टेज सिग्नल कंट्रोल वायर, लोकोमोटिव वायर, सबवे केबल, पर्यावरण के अनुकूल खनन केबल, शिप केबल, परमाणु ऊर्जा संयंत्रों के लिए 1ई-ग्रेड केबल, सबमर्सिबल पंप केबल और पावर ट्रांसमिशन केबल।

एक्सएलपीई इन्सुलेशन सामग्री के विकास में वर्तमान दिशाओं में विकिरण द्वारा क्रॉस-लिंक्ड पीई पावर केबल इन्सुलेशन सामग्री, विकिरण द्वारा क्रॉस-लिंक्ड पीई एरियल इन्सुलेशन सामग्री और विकिरण द्वारा क्रॉस-लिंक्ड ज्वाला-रोधी पॉलीओलेफिन शीथिंग सामग्री शामिल हैं।

(2)क्रॉस-लिंक्ड पॉलीप्रोपाइलीन (XL-PP) इन्सुलेशन सामग्री:
पॉलीप्रोपाइलीन (पीपी), एक सामान्य प्लास्टिक होने के नाते, हल्के वजन, प्रचुर मात्रा में कच्चे माल की उपलब्धता, किफायती होने, उत्कृष्ट रासायनिक संक्षारण प्रतिरोध, आसानी से मोल्ड करने योग्य होने और पुनर्चक्रणीयता जैसी विशेषताओं से युक्त है। हालांकि, इसकी कुछ सीमाएँ भी हैं, जैसे कम मजबूती, कम ताप प्रतिरोध, महत्वपूर्ण संकुचन विरूपण, कम रेंगने का प्रतिरोध, कम तापमान पर भंगुरता और ताप एवं ऑक्सीजन क्षरण के प्रति कम प्रतिरोध। इन सीमाओं के कारण केबल अनुप्रयोगों में इसका उपयोग सीमित रहा है। शोधकर्ता पॉलीप्रोपाइलीन सामग्रियों को संशोधित करने के लिए काम कर रहे हैं ताकि उनके समग्र प्रदर्शन में सुधार हो सके, और विकिरण द्वारा क्रॉस-लिंक्ड संशोधित पॉलीप्रोपाइलीन (एक्सएल-पीपी) ने इन सीमाओं को प्रभावी ढंग से दूर कर लिया है।

एक्सएल-पीपी इंसुलेटेड तार यूएल वीडब्ल्यू-1 ज्वाला परीक्षण और यूएल-रेटेड 150°C तार मानकों को पूरा कर सकते हैं। व्यावहारिक केबल अनुप्रयोगों में, केबल इन्सुलेशन परत के प्रदर्शन को बेहतर बनाने के लिए ईवीए को अक्सर पीई, पीवीसी, पीपी और अन्य सामग्रियों के साथ मिलाया जाता है।

विकिरण द्वारा क्रॉस-लिंक्ड पीपी की एक कमी यह है कि इसमें अपघटन प्रतिक्रियाओं के माध्यम से असंतृप्त अंत समूहों के निर्माण और उत्तेजित अणुओं तथा बड़े अणु मुक्त कणों के बीच क्रॉस-लिंकिंग प्रतिक्रियाओं के बीच प्रतिस्पर्धात्मक प्रतिक्रिया शामिल होती है। अध्ययनों से पता चला है कि गामा-किरण विकिरण का उपयोग करने पर पीपी विकिरण क्रॉस-लिंकिंग में अपघटन और क्रॉस-लिंकिंग प्रतिक्रियाओं का अनुपात लगभग 0.8 होता है। पीपी में प्रभावी क्रॉस-लिंकिंग प्रतिक्रियाएं प्राप्त करने के लिए, विकिरण क्रॉस-लिंकिंग के लिए क्रॉस-लिंकिंग प्रमोटरों को जोड़ना आवश्यक है। इसके अतिरिक्त, प्रभावी क्रॉस-लिंकिंग मोटाई विकिरण के दौरान इलेक्ट्रॉन बीम की प्रवेश क्षमता द्वारा सीमित होती है। विकिरण से गैस और झाग का उत्पादन होता है, जो पतले उत्पादों की क्रॉस-लिंकिंग के लिए फायदेमंद है, लेकिन मोटी दीवारों वाले केबलों के उपयोग को सीमित करता है।

(3) क्रॉस-लिंक्ड एथिलीन-विनाइल एसीटेट कॉपोलिमर (एक्सएल-ईवीए) इन्सुलेशन सामग्री:
केबल सुरक्षा की बढ़ती मांग के साथ, हैलोजन-मुक्त अग्निरोधी क्रॉस-लिंक्ड केबलों का विकास तेजी से हुआ है। पीई की तुलना में, ईवीए (EVA), जिसमें विनाइल एसीटेट मोनोमर को आणविक श्रृंखला में शामिल किया जाता है, की क्रिस्टलीयता कम होती है, जिसके परिणामस्वरूप बेहतर लचीलापन, प्रभाव प्रतिरोध, फिलर अनुकूलता और हीट सीलिंग गुण प्राप्त होते हैं। सामान्यतः, ईवीए रेज़िन के गुण आणविक श्रृंखला में विनाइल एसीटेट मोनोमर की मात्रा पर निर्भर करते हैं। विनाइल एसीटेट की अधिक मात्रा से पारदर्शिता, लचीलापन और मजबूती बढ़ती है। ईवीए रेज़िन में उत्कृष्ट फिलर अनुकूलता और क्रॉस-लिंकेबिलिटी होती है, जिसके कारण यह हैलोजन-मुक्त अग्निरोधी क्रॉस-लिंक्ड केबलों में तेजी से लोकप्रिय हो रहा है।

लगभग 12% से 24% विनाइल एसीटेट युक्त ईवीए रेज़िन का उपयोग आमतौर पर तार और केबल इन्सुलेशन में किया जाता है। केबल के वास्तविक अनुप्रयोगों में, केबल इन्सुलेशन परत के प्रदर्शन को बेहतर बनाने के लिए ईवीए को अक्सर पीई, पीवीसी, पीपी और अन्य सामग्रियों के साथ मिलाया जाता है। ईवीए घटक क्रॉस-लिंकिंग को बढ़ावा दे सकते हैं, जिससे क्रॉस-लिंकिंग के बाद केबल का प्रदर्शन बेहतर होता है।

(4) क्रॉस-लिंक्ड एथिलीन-प्रोपिलीन-डायीन मोनोमर (एक्सएल-ईपीडीएम) इन्सुलेशन सामग्री:
एक्सएल-ईपीडीएम एक टेरपॉलिमर है जो एथिलीन, प्रोपिलीन और गैर-संयुग्मित डायीन मोनोमर से बना होता है, जो विकिरण के माध्यम से क्रॉस-लिंक्ड होते हैं। एक्सएल-ईपीडीएम केबल पॉलीओलेफिन-इंसुलेटेड केबल और सामान्य रबर-इंसुलेटेड केबल के फायदों को एक साथ जोड़ते हैं:
1. लचीलापन, प्रत्यास्थता, उच्च तापमान पर चिपकने की क्षमता नहीं, दीर्घकालिक उम्र बढ़ने के प्रति प्रतिरोध और कठोर जलवायु (-60°C से 125°C) के प्रति प्रतिरोध।
2. ओजोन प्रतिरोध, यूवी प्रतिरोध, विद्युत इन्सुलेशन प्रदर्शन और रासायनिक संक्षारण के प्रति प्रतिरोध।
3. यह सामान्य प्रयोजन वाले क्लोरोप्रीन रबर इन्सुलेशन के समान तेल और विलायकों के प्रति प्रतिरोधक क्षमता रखता है। इसे सामान्य हॉट एक्सट्रूज़न प्रसंस्करण उपकरणों का उपयोग करके उत्पादित किया जा सकता है, जिससे यह लागत प्रभावी बन जाता है।

एक्सएल-ईपीडीएम-इंसुलेटेड केबलों के अनुप्रयोगों की एक विस्तृत श्रृंखला है, जिसमें कम वोल्टेज पावर केबल, जहाज केबल, ऑटोमोटिव इग्निशन केबल, रेफ्रिजरेशन कंप्रेसर के लिए कंट्रोल केबल, खनन मोबाइल केबल, ड्रिलिंग उपकरण और चिकित्सा उपकरण शामिल हैं, लेकिन इन्हीं तक सीमित नहीं हैं।

एक्सएल-ईपीडीएम केबलों की मुख्य कमियों में खराब आंसू प्रतिरोध और कमजोर चिपकने वाले और स्व-चिपकने वाले गुण शामिल हैं, जो बाद की प्रक्रिया को प्रभावित कर सकते हैं।

(5) सिलिकॉन रबर इन्सुलेशन सामग्री

सिलिकॉन रबर में लचीलापन होता है और यह ओजोन, कोरोना डिस्चार्ज और ज्वालाओं के प्रति उत्कृष्ट प्रतिरोधक क्षमता रखता है, जिससे यह विद्युत इन्सुलेशन के लिए एक आदर्श सामग्री बन जाता है। विद्युत उद्योग में इसका प्राथमिक उपयोग तारों और केबलों में होता है। सिलिकॉन रबर के तार और केबल उच्च तापमान और चुनौतीपूर्ण वातावरण में उपयोग के लिए विशेष रूप से उपयुक्त हैं, और मानक केबलों की तुलना में इनका जीवनकाल काफी लंबा होता है। इसके सामान्य अनुप्रयोगों में उच्च तापमान वाले मोटर, ट्रांसफार्मर, जनरेटर, इलेक्ट्रॉनिक और विद्युत उपकरण, परिवहन वाहनों में इग्निशन केबल और समुद्री विद्युत एवं नियंत्रण केबल शामिल हैं।

वर्तमान में, सिलिकॉन रबर से बने इन्सुलेटेड केबलों को आमतौर पर गर्म हवा या उच्च दबाव वाली भाप के साथ वायुमंडलीय दबाव का उपयोग करके क्रॉस-लिंक किया जाता है। सिलिकॉन रबर को क्रॉस-लिंक करने के लिए इलेक्ट्रॉन बीम विकिरण के उपयोग पर भी शोध जारी है, हालांकि यह अभी तक केबल उद्योग में व्यापक रूप से प्रचलित नहीं हुआ है। विकिरण क्रॉस-लिंकिंग तकनीक में हाल ही में हुई प्रगति के साथ, यह सिलिकॉन रबर इन्सुलेशन सामग्री के लिए एक कम लागत वाला, अधिक कुशल और पर्यावरण के अनुकूल विकल्प प्रदान करता है। इलेक्ट्रॉन बीम विकिरण या अन्य विकिरण स्रोतों के माध्यम से, सिलिकॉन रबर इन्सुलेशन का कुशल क्रॉस-लिंकिंग प्राप्त किया जा सकता है, साथ ही विशिष्ट अनुप्रयोग आवश्यकताओं को पूरा करने के लिए क्रॉस-लिंकिंग की गहराई और मात्रा पर नियंत्रण भी किया जा सकता है।

इसलिए, सिलिकॉन रबर इन्सुलेशन सामग्री के लिए विकिरण क्रॉस-लिंकिंग तकनीक का अनुप्रयोग तार और केबल उद्योग में अपार संभावनाएं रखता है। इस तकनीक से उत्पादन लागत कम होने, उत्पादन क्षमता में सुधार होने और पर्यावरण पर पड़ने वाले प्रतिकूल प्रभावों को कम करने में मदद मिलने की उम्मीद है। भविष्य में होने वाले अनुसंधान और विकास प्रयासों से सिलिकॉन रबर इन्सुलेशन सामग्री के लिए विकिरण क्रॉस-लिंकिंग तकनीक का उपयोग और भी बढ़ेगा, जिससे विद्युत उद्योग में उच्च तापमान और उच्च प्रदर्शन वाले तारों और केबलों के निर्माण में इनका व्यापक उपयोग संभव हो सकेगा। इससे विभिन्न अनुप्रयोग क्षेत्रों के लिए अधिक विश्वसनीय और टिकाऊ समाधान उपलब्ध होंगे।