EINIGE WICHTIGE EIGENSCHAFTEN VON DRAHT- UND KABELVERBINDUNGEN AUF EBA-BASIS

Flexibilität
Eines der wichtigsten Merkmale eines Kabels ist seine Flexibilität. Flexibilität erfordert, dass die Polymere, aus denen das Kabel besteht, Elastomercharakter haben. Daher werden Gummimaterialien wie EPDM, EPM und NBR in Draht- und Kabelanwendungen weit verbreitet eingesetzt. Aufgrund seiner hohen Kosten gerieten EPDM und andere Kautschuke jedoch durch elastomere Thermoplaste wie Ethylenbutylacrylat (EBA), Ethylen-Vinylacetat (EVA) und m-PE-Plastomere unter Druck. Diese m-PE-Plastomere erfordern aufgrund ihrer aufwändigen Fertigungstechnik einen hohen Preis, wohingegen EBA und EVA aufgrund ihrer einfachen Fertigungstechnik relativ günstig sind. Draht- und Kabelformulierungen auf Basis von EBA oder EBA / EPDM-Mischungen sind heute weit verbreitet. Typische Ethylen-Butylacrylate (EBA) sind Lucofin® 1400HN und Lucofin® 1400MN, wie sie von der LUCOBIT AG angeboten werden.

Vernetzungsfähigkeit
EPDM und andere Materialien auf Kautschukbasis werden vulkanisiert, um die maximale Gebrauchstemperatur zu erhöhen, die chemische und Spannungsrissbeständigkeit zu erhöhen und die mechanischen Eigenschaften während des Endverbrauchs zu verbessern. Als Vulkanisations- oder Aushärtungsverfahren werden Dampf, heiße Flüssigkeiten (eutektische Gemische), Mikrowellen und heiße Luft eingesetzt. Polyolefinische Materialien bieten eine sehr ähnliche Methode zur Verbesserung ihrer Eigenschaften: die Vernetzung. Der so entstandene Kunststoff wird als vernetztes PE (XLPE) bezeichnet. Zunächst wurden zwei Technologien eingesetzt: die Vernetzung durch thermische Zersetzung organischer Peroxide oder durch Elektronenstrahlbestrahlung, die beide als Quellen für Polymerradikale dienen, die sich zu einer Kohlenstoff-Kohlenstoff-Bindung verbinden. Die Peroxidvernetzung kann mittels Dampfhärtung, Stickstoffhärtung oder Druckflüssigkeit erreicht werden. Typische Verweilzeiten liegen zwischen 25 s für dünnwandige Drähte und mehreren Minuten für Hochspannungskabel. Alle diese Methoden erfordern eine höhere Wärmeentwicklung als die Schmelzwärme, um das Peroxid im Kunststoff zu einem reaktiven Radikal zu zersetzen und den Aushärtungszyklus einzuleiten.

Die Strahlenvernetzung erfolgt durch das Durchführen des Drahtes oder Kabels durch einen Elektronenstrahl. In der Regel wird die volle Dosierung nicht in einem einzigen Arbeitsgang aufgetragen, da die Elektronenstrahl-Bestrahlung einen schnellen Temperaturanstieg mit sich bringt, da sie das Produkt beschädigen würde. Anschließend wurde festgestellt, dass Vinyl- oder Acrylsilane mit organischen Peroxidspuren, typischerweise in einem Extruder, auf PE aufgepfropft werden konnten und das Produkt anschließend durch Kontakt mit warmem Wasser vernetzt wurde, was zur Hydrolyse von Alkoxygruppen auf Silizium führte. Die resultierenden Si-OH-Gruppen könnten dann zu Si-O-Si-Bindungen mit Katalysatoren wie z. B. Dibutylzinn-Dilaurat oder Iacetat kondensiert werden.

Als Hochdruck-Rohrreaktor-Harze bieten alle von der LUCOBIT AG angebotenen Lucofin®-Typen in allen drei oben beschriebenen Vernetzungsverfahren eine hervorragende Vernetzungsfähigkeit. Daher sind vernetzte Lucofin®-basierte Formmassen eine Herausforderung für vulkanisierte EPDM-basierte Formmassen, sowohl was die technischen Eigenschaften als auch die wirtschaftliche Attraktivität betrifft.