Le passage à Composés à faible fumée et sans halogène pour les câbles de transport (souvent abrégé LSZH) est motivé par des exigences de sécurité critiques dans les espaces confinés, tels que le matériel roulant et les systèmes de transport urbain. Cependant, l'élimination des retardateurs de flamme halogénés présente un formidable défi d'ingénierie : comment parvenir à une sécurité incendie supérieure tout en préservant, voire en améliorant, les performances mécaniques et électriques exigées par des environnements caractérisés par des vibrations constantes, des fluctuations extrêmes de température et une usure agressive.
Hangzhou Meilin New Material Technology Co., Ltd., avec ses trois usines de production et plus de 31 lignes de production automatisées avancées, se spécialise dans la fabrication d'un large portefeuille de matériaux pour câbles, notamment le LSZH, le chlorure de polyvinyle et le polyéthylène réticulé. Notre équipe technique, composée d'ingénieurs seniors et de personnel scientifique et technologique spécialisé, se concentre sur l'équilibre entre ces exigences de performances concurrentes pour garantir que nos produits répondent aux spécifications B2B nationales et internationales strictes.
Composés à faible fumée et sans halogène pour les câbles de transport
L'ignifugation sans halogène est généralement obtenue en incorporant des charges élevées de charges inorganiques, principalement des hydroxydes métalliques (tels que le trihydrate d'aluminium ou le dihydroxyde de magnésium). Ces charges fonctionnent de manière endothermique, libérant de la vapeur d'eau lorsqu'elles sont chauffées, supprimant ainsi la propagation des flammes.
Le problème inhérent aux ingénieurs matériaux est le volume de charge requis (souvent entre cinquante et soixante-cinq pour cent en poids). Cette charge élevée perturbe fondamentalement la matrice polymère, entraînant une réduction des propriétés mécaniques cruciales telles que la résistance à la traction et l'allongement à la rupture. Cela nécessite des techniques de formulation sophistiquées pour contrecarrer les effets négatifs des additifs ignifuges sans halogène et des propriétés de traction.
Pour atténuer cela, les stratégies techniques comprennent :
Les câbles de transport nécessitent une résilience à long terme contre les contraintes dynamiques. Le maintien d’une résistance à la traction et d’une élasticité élevées n’est pas négociable pour la manipulation de l’installation et les vibrations opérationnelles.
L'obtention d'une résistance mécanique améliorée des composés LSZH pour rails implique souvent d'optimiser la répartition du poids moléculaire du polymère de base afin de maximiser l'enchevêtrement des chaînes. Le choix de la matrice polymère elle-même est crucial, comme illustré ci-dessous :
Le type de composé est soigneusement sélectionné en fonction des exigences mécaniques spécifiques de l'application : par exemple, des composés très flexibles pour les câbles de bogie rotatifs par rapport à des composés plus rigides pour les gaines statiques.
| Type de matrice polymère | Potentiel de résistance à la traction | Allongement au potentiel de rupture | Résistance à l'abrasion |
|---|---|---|---|
| Polyoléfine standard (mélange PE/PP) | Modéré | Faible-Modéré | Modéré (Good for static runs) |
| Mélange d'élastomère thermoplastique (TPE) | Élevé | Élevé (Flexibility focus) | Élevé (Required for dynamic/flexing cables) |
| LSZH réticulé (XL) | Très élevé | Modéré | Excellent (requis pour les zones à forte usure) |
De plus, l'optimisation de la résistance à l'abrasion du composé LSZH sans halogènes nécessite l'utilisation stratégique de charges minérales spécifiques à fines particules et d'auxiliaires de traitement pour durcir la surface tout en conservant la flexibilité globale du composé requise pour une installation dans des conduits étanches.
En plus de la robustesse mécanique, le composé doit conserver ses propriétés d’isolation électrique, notamment dans les environnements difficiles. La charge élevée de charges dans le LSZH présente un risque pour les performances d'isolation.
Les tests de rigidité diélectrique pour la gaine des câbles ferroviaires LSZH sont primordiaux. Une concentration élevée de charges peut augmenter la constante diélectrique, ce qui n'est pas souhaitable pour les câbles haute fréquence ou de signaux. De plus, les charges inorganiques peuvent introduire des voies de pénétration de l'humidité, en particulier lors de cycles thermiques, ce qui dégrade gravement la résistance de l'isolation.
La solution réside dans le maintien d’un contrôle qualité extrêmement strict sur le processus de mélange, garantissant une parfaite dispersion des charges et éliminant tous les micro-vides et impuretés. Cela empêche l'arborescence électrique et garantit des performances à long terme, même en présence de contamination de surface.
Les câbles de transport sont fréquemment soumis à des variations de température rapides et importantes. Ce cycle thermique peut induire des contraintes résiduelles et des fissures sous contrainte dans la gaine du câble au fil du temps.
Un guide B2B complet sur les performances du cycle thermique des composés LSZH nécessite une évaluation du vieillissement des matériaux après test (conformément à la Commission électrotechnique internationale 60811). Le composé doit démontrer un changement minimal d'allongement et de résistance à la traction après une exposition à long terme à la température de fonctionnement maximale prévue. Un composé présentant de mauvaises caractéristiques de vieillissement thermique se fragilisera rapidement, entraînant des fissures dans les zones exposées aux vibrations.
Hangzhou Meilin New Material Technology Co., Ltd., avec sa zone de construction s'étendant sur plus de 45 000 mètres carrés et ses investissements importants dans l'automatisation avancée, offre la cohérence de fabrication nécessaire pour les composés LSZH pour câbles de transport. Notre personnel technique veille à ce que les propriétés chimiques et mécaniques spécifiques requises pour chaque projet B2B, des gaines LSZH à l'isolation en polyéthylène réticulé, soient précisément respectées, garantissant qualité et fiabilité pour les clients nationaux et internationaux.
Le défi consistant à créer des composés LSZH pour câbles de transport à la fois sûrs et physiquement robustes est relevé avec succès grâce à une formulation sophistiquée de polymères et de charges. En utilisant des matrices polymères et des agents de couplage de haute technologie, les fabricants peuvent atténuer les inconvénients mécaniques des additifs ignifuges sans halogène et des propriétés de traction, ce qui donne lieu à des matériaux qui réussissent des tests de rigidité diélectrique rigoureux pour la gaine des câbles ferroviaires LSZH tout en démontrant une résistance mécanique améliorée des composés LSZH pour les rails et une résilience aux contraintes thermiques, offrant ainsi une solution supérieure et de longue durée.
Les composés LSZH réduisent considérablement l'émission de fumée noire dense et de gaz acides corrosifs et toxiques (tels que le chlorure d'hydrogène) lors d'un incendie. Ceci est essentiel dans les espaces clos comme les tunnels et les transports en commun, où l'inhalation de fumée est la principale cause de victimes.
Des charges élevées de trihydrate d'aluminium ou de dihydroxyde de magnésium sont nécessaires pour l'ignifugation, mais ces charges réduisent la résistance à la traction et l'allongement du composé. Les ingénieurs atténuent ce problème en sélectionnant des polymères de base hautes performances (comme l'élastomère thermoplastique) et en utilisant des agents de couplage pour obtenir des composés LSZH à résistance mécanique améliorée pour les rails tout en répondant aux normes FR.
La principale préoccupation est la fragilité à basse température, qui peut entraîner des fissures lors de l'installation ou de l'entretien hivernal. Un guide B2B complet sur les performances des cycles thermiques des composés LSZH doit spécifier la température la plus basse à laquelle le matériau conserve la flexibilité requise (par exemple, moins quarante degrés Celsius comme testé par la Commission électrotechnique internationale 60811).
Alors que la couche isolante assure l’isolation électrique principale, la gaine doit empêcher l’humidité et les contaminants d’atteindre l’isolation. La rigidité diélectrique élevée de la gaine garantit que le composé conserve son intégrité de barrière protectrice, empêchant ainsi une défaillance prématurée de l'isolation, en particulier lorsqu'il est mouillé ou contaminé.
La résistance à l'abrasion est optimisée grâce au choix du polymère de base (polymères de haut poids moléculaire ou certains polyuréthanes) et à l'incorporation soignée de charges minérales dures spécifiques qui renforcent la surface. Ceci est fait pour obtenir une durabilité élevée dans les applications à fortes vibrations sans recourir à des composés halogénés.
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