Dalam bidang kelistrikan, salah satu hal yang penting untuk kabel dan kabel listrik adalah bahan isolasi dan jaket.Selama bertahun-tahun, bahan insulasi utama untuk kabel listrik adalah kertas yang diresapi minyak karena sifat kelistrikannya yang sangat baik.Ia juga memiliki kapasitas untuk menahan beban termal tingkat tinggi tanpa kerusakan yang berlebihan.Namun, karena sifat higroskopisnya, selubung logam tersebut terkorosi oleh uap air.Oleh karena itu, sudah lama ada kebutuhan akan bahan insulasi kabel listrik, yang memiliki kombinasi bahan termoplastik yang bersifat non-higroskopis.
Pembuatan polimer berikatan silang dapat dilakukan dengan dua metode berbeda.Salah satunya adalah metode kimia dan yang lainnya adalah metode pengion.Meskipun realisasi dari efek ikatan silang ini sudah berumur lebih dari 150 tahun, efek ikatan silang dari radiasi pengion secara meyakinkan ditunjukkan untuk pertama kalinya oleh Charlesby.Metode pengikatan silang radiasi adalah yang paling produktif untuk kabel berukuran kecil dan berdinding tipis dan oleh karena itu kabel yang digunakan untuk peralatan listrik dan elektronik diproduksi dengan metode pengikatan silang radiasi.Metode ini menguntungkan karena konsumsi energinya rendah dan membutuhkan ruang yang kecil.Proses radiasinya mudah dikendalikan dan mempunyai potensi penghematan energi serta pengendalian polusi.Ciri-ciri khusus dari ikatan silang radiasi dirangkum sebagai berikut: (1) Kecepatan jalur produksi dapat dikontrol.Penutupan berkecepatan tinggi (ekstrusi) dimungkinkan, karena tidak diperlukan bahan pengikat silang.Dengan menggunakan akselerator dengan daya tinggi dan energi rendah, proses pengeringan cepat dapat dicapai.(2) Keseragaman ikatan silang sangat baik.Ikatan silang yang seragam dengan memilih mesin yang sesuai dan mengadopsi desain optimal untuk pengumpanan kawat dapat dilakukan.(3) Berbagai macam polimer dapat dibuat, tergantung pada derajat ikatan silang melalui proses ikatan silang radiasi.Selain itu, proses pengawetan radiasi lebih disukai dibandingkan proses pengawetan uap.Dalam proses pengawetan uap, air yang merembes ke dalam lapisan polimer di bawah tekanan uap tinggi menciptakan sejumlah 'microvoids', yang dapat menyebabkan kerusakan pelepasan sebagian berbentuk pohon saat kabel sedang digunakan.Meskipun fenomena ini jauh lebih rumit, pepohonan dapat tumbuh dan menyebabkan penurunan kekuatan dielektrik kabel.Selain hal-hal tersebut, proses pengawetan uap mempunyai beberapa kelemahan dari sudut pandang konsumsi energi: (a) diperlukan tekanan uap yang tinggi untuk memperoleh suhu yang tinggi;(b) efisiensi konduksi termal dari luar kabel rendah dan (c) sejumlah besar energi dikonsumsi oleh konduktor kabel, sehingga menghasilkan efisiensi termal yang lebih rendah dan waktu reaksi pengikatan silang yang lebih lama.Penyembuhan radiasi merupakan kandidat untuk proses kering.Akan tetapi, terdapat masalah bahwa penumpukan elektron yang terhenti dan/atau terbentuk pada lapisan insulasi akibat iradiasi juga dapat menyebabkan kerusakan parsial berbentuk pohon selama dan setelah iradiasi.Ini sangat berbeda dengan 'proses tanpa air'.Karena kabel polimer mengandung kadar air yang tinggi dan rongga yang besar, proses pengawetan diperlukan.Terlepas dari keuntungan di atas, bahan semikonduktor dapat dimasukkan dengan mudah dalam proses pengawetan radiasi yang tidak mudah dalam proses pengawetan uap karena sebagian besar bahan tidak dapat menahan suhu dan tekanan tinggi.
Teknik pencangkokan radiasi juga memberikan konduktivitas pada matriks.Ini adalah metode unik dalam menggabungkan matriks penghantar ke matriks isolasi.Teknik ini melibatkan penonaktifan polimer tulang punggung dengan monomer yang sesuai melalui pencangkokan dan pengendapan selanjutnya dari polimer penghantar di atas permukaan aktif tulang punggung.Terlepas dari perilaku isolasi, dalam hal ini polimer dapat berperilaku sebagai konduktor.Meskipun belum terbentuk, ia dapat menunjukkan beberapa aplikasi potensial seperti pelindung EMI, pelapis penghantar, dan agen antistatis.Bhattacharya dkk.telah menyiapkan polimer komposit – FEP-g-(AA)–PPY dan polimer –FEP-g-(sty)–PPY.Mula-mula polimer-FEP diiradiasi dari sumber Co-60 dan film kemudian dicelupkan ke dalam persentase monomer yang berbeda.PPy kemudian diendapkan di atas permukaan yang dicangkokkan dengan polimerisasi oksidatif pirol menggunakan besi klorida sebagai oksidan.Resistansi permukaan menurun dan berkisar antara 104–105ohm/cm2.Ketahanan permukaan tergantung pada persentase pencangkokan monomer.Dengan menggunakan teknik ini, konduktivitas permukaan dapat ditingkatkan dibandingkan konduktivitas massal.Perilaku fotokonduktor pada film juga dapat disampaikan melalui teknik pencangkokan.Selulosa asetat-g-(N-vinil karbazol) dan selulosa asetat-g-(N-vinil karbazol–metil metasilat) adalah contoh film fotokonduktor.
Dalam industri kabel listrik, terutama digunakan polietilen, polivinil klorida (PVC), karet EPDM.Polietilen digunakan karena sifat listriknya yang sangat baik dan durasinya yang lebih lama.Polietilen berdensitas rendah lebih disukai dibandingkan polietilen berdensitas tinggi karena beberapa alasan. Alasannya adalah sebagai berikut: (a) lebih fleksibel;(b) kekuatan dielektrik yang lebih tinggi dibandingkan polietilen densitas tinggi;(c) umur lebih panjang dibandingkan HDPE;(d) lebih sulit untuk diproses dibandingkan HDPE dan (e) lebih kecil risiko masuknya rongga dalam isolasi LDPE, yang menyebabkan ionisasi.Terlepas dari semua kelebihan tersebut, LDPE memiliki keterbatasannya sendiri sebagai bahan isolasi kabel.Sebagai polimer termoplastik, ia memiliki suhu pelunakan sekitar 105–115⬚C dan memiliki kecenderungan terjadinya retak tegangan ketika bersentuhan dengan bahan aktif permukaan tertentu.Ikatan silang molekul polietilen meningkatkan sifat termal dan fisik sementara sifat listriknya sebagian besar tidak berubah.Oleh karena itu, polietilen berikatan silang bukan lagi polimer termoplastik.Ia melunak pada titik leleh kristal polietilen dan menghasilkan konsistensi elastis seperti karet, sifat yang dipertahankannya selama kenaikan suhu lebih lanjut, hingga menjadi karbonisasi tanpa meleleh pada suhu 300⬚C.Kecenderungan terjadinya stress-cracking hilang sama sekali dan diperoleh ketahanan yang sangat baik terhadap penuaan di udara panas.Kabel polietilen bertaut silang lebih disukai karena sifat listrik dan fisiknya yang sangat baik.Ia mampu mengalirkan arus besar, tahan terhadap pembengkokan radius kecil dan ringan, memungkinkan pemasangan yang mudah dan andal, yaitu bebas dari batasan ketinggian karena tidak mengandung minyak apa pun sehingga bebas dari kegagalan akibat migrasi minyak dalam minyak. kabel lapangan.Umumnya juga tidak memerlukan selubung logam. Oleh karena itu, kabel ini bebas dari kegagalan yang terjadi pada kabel berselubung logam, korosi dan kelelahan.Saat ini, pengikatan silang radiasi diterapkan secara industri tidak hanya pada polietilen tetapi juga polimer lain seperti polivinil klorida, poliisobutilena, dll. PVC sendiri merupakan polimer yang sangat tidak stabil.Hal ini mulai memperoleh arti komersial hanya setelah dikembangkannya sarana stabilisasi yang efektif.Dengan bantuan bahan pengubah (stabilisator, pemlastis, bahan pengisi dan bahan tambahan lainnya), PVC dapat dibuat untuk menunjukkan spektrum sifat yang luas, mulai dari sangat kaku hingga sangat fleksibel.Keragaman penerapannya dan biayanya yang rendah menyebabkan pentingnya teknologi ini di pasar dunia.
Untuk meningkatkan efisiensi ikatan silang, polimer sangat jarang digunakan dalam bentuk murni.Pemlastis, antioksidan, pengisi mempunyai peran masing-masing untuk memberikan sifat yang diperlukan.Penambahannya lebih baik pada saat proses crosslinking.Pemlastis ditambahkan ke polimer untuk mengurangi kerapuhan produk polimer.Mereka mempengaruhi ikatan silang setiap kali mereka mengambil bagian dalam pembentukan radikal bebas atau memasuki reaksi penyebaran.Dibutil ftalat, tritolil fosfat, dan diallyl fosfat adalah contoh umum bahan pemlastis untuk PVC.Fleksibilitas dan elastisitas, yang sangat penting dalam insulasi listrik, ditingkatkan dengan menambahkan bahan pemlastis pada PVC.Sebenarnya dalam kasus PVC, yang bersifat polar karena strukturnya yang tidak seimbang, menimbulkan ikatan antarmolekul yang kuat, yang menyatukan rantai makromolekul secara kaku, sehingga membuatnya tidak fleksibel.Antioksidan adalah kelompok aditif lain, yang diperlukan untuk setiap campuran berikatan silang yang dirancang untuk tujuan praktis membandingkan stabilitas termoksidatif yang lebih tinggi pada produksi polimer.Biasanya mereka mempengaruhi ikatan silang dengan cara menangkap radikal, yang dapat membentuk ikatan silang.RC (4,4-thio-bis(6-tert-butyl-3-methyl phenol), MB(Mercapto benzoimidazole) merupakan contoh antioksidan yang digunakan oleh Ueno dkk. Selain bahan pemlastis dan antioksidan, diperlukan juga pewarna, seperti bahan insulasi kawat yang digunakan terutama untuk peralatan. Pewarna untuk plastik mencakup berbagai bahan anorganik dan organik. Aditif yang berubah warna tidak disukai dalam bidang ini. Pengisi umumnya ditambahkan untuk meningkatkan sifat fisiko-mekanis dan kemampuan prosesnya. Efek positif dari bahan pengisi dapat Hal ini dapat diamati selama pengikatan silang iradiasi. Ditemukan bahwa hasil radikal dalam polietilen meningkat sebesar 50%, ketika sejumlah kecil (0,05%) aerosil ditambahkan. Diasumsikan bahwa produksi radikal yang lebih tinggi terjadi pada interfase aerosil- polietilen, di mana makromolekul dapat berada dalam keadaan non-ekuilibrium dari strain yang tidak terkompensasi. Dengan kandungan bahan pengisi yang lebih tinggi, transfer energi dari bahan pengisi ke fase polimer dapat terjadi dan dengan demikian berkontribusi terhadap hasil radikal bebas yang lebih tinggi.Selain itu, kombinasi iradiasi dengan campuran reaktif dapat mempengaruhi lokalisasi ikatan silang sepanjang rantai polimer.
Singkatnya, radiasi memainkan peran penting dalam pemrosesan polimer yang digunakan dalam medan listrik. 'Radiation crosslinking' adalah fenomena dimana sifat-sifat polimer dapat ditingkatkan.Metode paling canggih seperti 'vulkanisasi' ini memiliki beberapa keterbatasan.Efisiensi ikatan silang dapat ditingkatkan dengan pemilihan monomer yang sesuai.Pada proses pengikatan silang radiasi, penambahan bahan peliat, bahan pengisi dan penghambat api cukup efektif dalam proses pengikatan silang radiasi.Metode ikatan silang radiasi juga sangat berguna dalam pembuatan bahan semikonduktor.Selain itu, teknik pencangkokan radiasi juga dapat digunakan untuk menyiapkan film komposit penghantar dan film dengan perilaku fotokonduktor.
Waktu posting: 02 Mei-2017