EoW May 2008

deutsch

Die Muster wurden entsprechend geeigneter ASTM-Spezifikationen geprüft: Zugfestigkeit ASTM D412 • IRM 902 Eintauchen ASTM D471 • Wärmealterung ASTM D573 • Brüchigkeit bei niedriger Temperatur ASTM • D746 physikalische Eigenschaften sind in der • Tabelle 3 angegeben 5.2 Überlegungen zur Viskosität Wenn CM-d direkt durch ein chloriertes Polyethylenharz in einer bestehenden Mischung ersetzt wird, ergibt sich in der Regel eine höhere Viskosität als bei der ursprünglichen Mischung. Jedenfalls kann durch das Hinzufügen von erhöhten Niveaus von Weichmachern und/oder EO-b bei 10–15 phr, die Viskosität der Mischung reduziert werden, wie in der Tabelle 2 dargestellt. Die mit EO-Elastomer hochgefüllte Mischung hat Verarbeitungseigenschaften, die vergleichbar sind mit jenen der normal belasteten Mischung aus CM-a. 5.3 Physikalische Eigenschaften Wenn Füllmaterialniveaus von „normal“ auf „hoch“ in der CM-a-basierenden Mischung erhöht werden, entsteht ein entsprechender Verlust der physikalischen Eigenschaften (siehe Tabelle 3 ). Insbesondere zeigen Zugfestigkeit und Beibehaltung der Dehnung nach der Alterung eine beträchtliche Reduzierung auf. Wenn jedoch das „hohe“ Füllmaterialniveau mit CM-d (oder einer Mischung von CM-d und EO-b) eingesetzt wird, sind die physikalischen Eigenschaften mit jenen der „normalen“ Belastung des Füllmaterials in CM-a vergleichbar. Durch CM-d kann die Mischung ein „normal belastetes“ Rezept ändern indem die Niveaus des Füllmaterials und der Öle erhöht werden, während weiterhin die Leistungen der physikalischen Eigenschaften eingehalten werden. Typische CPE-Klassen mit hohem Molekulargewicht, wie z. B. CM-a weisen nicht so gute Leistungen wie CM-d 5.4 Die Bedeutung des Aufbaus der Elastomere-Kettenarchitektur

der Elastomermatrix, den Typ und die Menge der verschiedenen Zusatzstoffe bestimmen, die in der Mischung eingesetzt werden können oder sollten, um die Gebrauchseigenschaften des Produkts zu prüfen. So ist zum Beispiel CM-d eine entwicklungsgemäße, amorphe Klasse von chloriertem Polyethylen (CM), das dazu bestimmt ist hohe Belastungen von Füllmaterial aufzunehmen mit vergleichbaren oder besseren physikalischen Eigenschaften als dies der Fall bei Standard CM-Produkte ist. CM-d verfügt über ein hervorragendes Gleichgewicht zwischen thermischer und chemischer Beständigkeit. Demzufolge eignet es sich für den Einsatz in spezifischen Draht- und Kabelanwendungen. Die Angaben in den Tabellen 1–3 zeigen die potentiellen Vorteile von CM-d. 5.1 Höhere Belastungen von Füllmaterial CM-d ist dazu bestimmt höhere Belastungen von Füllmaterial aufzunehmen, während die physikalischen Eigenschaften erhalten bleiben. Zur Darstellung wurde CM-d mit CM-a in einer Ummantelungsanwendung flexibler Leitungsschnüre, nach der Norm 62 von Underwriters Laboratories (UL®) verglichen. Eine typische Mischung, in der CM-a mit einer „normalen“ Belastung von Füllmaterial und Weichmacher enthalten ist, wurde mit Mischungen mit einer „hohen“ Belastung verglichen. Im Vergleich zu „normalen“ Mischungen, enthielten hochbelastete Mischungen einen um ca. 34% höheren Gesamt-phr-Wert (siehe Tabelle 1 ). Die Mischungen wurden als eine 0,76mm Umhüllung auf 14 AWG reinem Aluminiumdraht (1,63mm Durchmesser) extrudiert, mit Einsatz eines 38,1mm Einzelschneckenextruders mit einem Längen-Durchmesser-Verhältnis (L/D) von 15. Der Draht wurde im CV-Rohr (kontinuierliche Vulkanisierung) 2 Minuten lang in 1,72 MPa Dampf ausgehärtet. Brammenmuster (für die Brüchigkeitsprüfung bei niedriger Temperatur) wurden 2 Minuten lang bei 200 °C ausgehärtet. Die Verarbeitungs- und Aushärtungsdaten sind in der Tabelle 2 dargestellt.

Ausdehnungsfähigkeit Zugfestigkeit

Reißfestigkeit

Rohfestigkeit bei Raumtemperatur

Dehnung

Härte

wt%-Ethylen Flexibilität bei niedrigerTemperatur % Kristallistation

Molekulargewicht

Warme Rohfestigkeit

Bild 6 ▲ ▲ : Struktur-Eigenschaft olefinischer Elastomere

Sauerstoffgrenzwerte (LOI)

Chlorgehalt (%)

Dieses Material sollte Elastomere mit hohem Molekulargewicht enthalten, um Rohfestigkeit bei hohen Temperaturen zu bieten. Die zugeführten Bänder sollten so kalt wie möglich sein, um die Agglomeration der Zuführung am Trichter zu reduzieren. Die Reduzierung des Einsatzes von Verfahrenshilfsmitteln durch die Auswahl geeigneter Aromaöle, kann den Kontakt des Bands mit der Schneckenoberfläche sowie die Zuführung verbessern. Einige Polymere mit hoher Viskosität oder Kristallisation könnten erforderlich sein, um den Widerstand gegen den Zusammenbruch des Extrudats zu verbessern. Durch eine geeignete Zuführung sowohl mit Band wie mit Granulat, extrudieren sich die Elastomermischungen dann sehr schnell und glatt auf den Leitern, unabhängig davon ob Schnecken bzw. Spritzkopf-Druckziehsteine aus Gummi oder PVC benutzt werden, wie in Bild 9 dargestellt. Die Temperaturen des Spritzkopfs sind in der Regel hoch genug, um das Polymer zu erweichen, bzw. um ein gutes Gleiten zu ermöglichen, wobei man jedoch unter der Peroxidzersetzungstemperatur bleiben muß, damit die Anvulkanisation kein Problem darstellt. Der meiste mit Elastomeren isolierte Draht wird dann in einem CV-Rohr (kontinuierliche Vulkanisierung) ausgehärtet. Der aufgespulte Draht wird entweder verkauft oder für die darauf folgenden Verseilungsverfahren benutzt. Kabelanwendungen Die Leistung der Draht- und Kabelmischungen hängt von den Kombinationen der Leist- ungseigenschaften der damit verbundenen Zusatzstoffe und der Polymerauswahl ab. Die Elastomermatrix undderen Kompatibilitätmit den im Elastomere aufgenommenen Zusatzstoffen haben einen hohen Einfluß auf den Erfolg der Entwicklung einer Mischung. Demzufolge stellt ein geeigneter Aufbau der Kettenarchitektur einen der kritischsten Schritte im Entwurf der Mischung für die Draht- und Kabelanwendungen dar. Selbst wenn eigentlich die Eigenschaften Bild 7 ▲ ▲ : Vergleich zwischen Sauerstoffgrenzwerten und CM-Chlorgehalt 5. Optimierung der Kettenarchitektur für Draht- und

Bild 8 ▼ ▼ : Produktion von Elastomermischung

Alternative Handhabung durchWalzwerk

Banbury- Kneter Bewertung der Mischung

Walzwerk

Bandkühlung &Beförderung

Bandschnitt

Sammlung des Bands

Strainer/ Extruder

Kühlwirkstoffe

Bild 9 ▼ ▼ : Elastomerextrusion bei Draht

Kontinuierlicher Vulkanisierer (Länge entspricht im Allgemeinen 300-500 Fuß)

Mischungsband

Beschichteter Draht

Einzelleiter

Extruder

Abschreckungsbereich

Aufwickler

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EuroWire – Mai 2008