Der Kabelmantel (auch Außenmantel oder Ummantelung genannt) ist die äußerste Schicht eines Kabels, optischen Kabels oder Drahtes und stellt die wichtigste Barriere im Kabel dar, um die innere strukturelle Sicherheit zu gewährleisten und das Kabel während und nach der Installation vor äußerer Hitze, Kälte, Nässe, UV-Strahlung, Ozon oder chemischen und mechanischen Schäden zu schützen. Ein Kabelmantel soll die Verstärkung im Kabel nicht ersetzen, kann aber ebenfalls ein recht hohes Maß an begrenztem Schutz bieten. Darüber hinaus kann der Kabelmantel auch die Form und Gestalt des Litzenleiters sowie der Abschirmschicht (sofern vorhanden) fixieren und so Störungen der elektromagnetischen Verträglichkeit (EMV) des Kabels minimieren. Dies ist wichtig, um eine konstante Übertragung von Strom, Signalen oder Daten innerhalb des Kabels oder Drahtes sicherzustellen. Der Mantel spielt auch eine wichtige Rolle für die Haltbarkeit optischer Kabel und Drähte.
Es gibt viele Arten von Kabelmantelmaterialien. Häufig verwendete Kabelmantelmaterialien sind:vernetztes Polyethylen (XLPE), Polytetrafluorethylen (PTFE), Fluorethylenpropylen (FEP), Perfluoralkoxyharz (PFA), Polyurethan (PUR),Polyethylen (PE), thermoplastisches Elastomer (TPE) undPolyvinylchlorid (PVC), Sie haben jeweils unterschiedliche Leistungsmerkmale.
Bei der Auswahl der Rohstoffe für die Kabelummantelung müssen zunächst die Anpassungsfähigkeit an die Umgebung und die Kompatibilität mit den verwendeten Steckverbindern berücksichtigt werden. Beispielsweise können extrem kalte Umgebungen eine Kabelummantelung erfordern, die auch bei sehr niedrigen Temperaturen flexibel bleibt. Die Wahl des richtigen Ummantelungsmaterials ist entscheidend für die Bestimmung des besten optischen Kabels für jede Anwendung. Daher ist es wichtig, genau zu verstehen, welchen Zweck das optische Kabel oder die Leitung erfüllen muss und welche Anforderungen es erfüllen muss.
Polyvinylchlorid (PVC)ist ein häufig verwendetes Material für Kabelummantelungen. Es besteht aus Polyvinylchloridharz, dem durch Mischen, Kneten und Extrudieren Stabilisatoren, Weichmacher, anorganische Füllstoffe wie Calciumcarbonat, Additive und Schmiermittel usw. zugesetzt werden. Es verfügt über gute physikalische, mechanische und elektrische Eigenschaften und ist witterungsbeständig und chemisch stabil. Die Leistung kann durch verschiedene Additive, wie z. B. Flammschutzmittel, Hitzebeständigkeit usw., noch verbessert werden.
Das Herstellungsverfahren für PVC-Kabelummantelungen besteht darin, PVC-Partikel in den Extruder zu geben und diese unter hoher Temperatur und hohem Druck zu extrudieren, um eine röhrenförmige Kabelummantelung zu bilden.
Die Vorteile von PVC-Kabelmänteln liegen in ihrer geringen Kosten, der einfachen Verarbeitung und Installation sowie den vielfältigen Anwendungsmöglichkeiten. Sie werden häufig in Niederspannungskabeln, Kommunikationskabeln, Bauleitungen und anderen Bereichen eingesetzt. Allerdings sind die Eigenschaften von PVC-Kabelmänteln relativ schwach, da sie schädliche Substanzen für die Umwelt und den menschlichen Körper enthalten. Bei der Anwendung in speziellen Umgebungen treten zahlreiche Probleme auf. Mit dem gestiegenen Umweltbewusstsein und den verbesserten Anforderungen an die Materialleistung werden auch höhere Anforderungen an PVC-Materialien gestellt. Daher werden PVC-Kabelmäntel in einigen Spezialbereichen wie der Luft- und Raumfahrt, der Kernenergie und anderen Bereichen mit Bedacht eingesetzt.
Polyethylen (PE)ist ein gängiges Kabelmantelmaterial. Es verfügt über gute mechanische Eigenschaften und chemische Stabilität sowie über eine gute Hitze-, Kälte- und Witterungsbeständigkeit. PE-Kabelmäntel können durch die Zugabe von Additiven wie Antioxidantien, UV-Absorbern usw. verbessert werden.
Das Herstellungsverfahren für PE-Kabelummantelungen ähnelt dem von PVC. Dabei werden PE-Partikel in den Extruder gegeben und unter hoher Temperatur und hohem Druck extrudiert, um eine röhrenförmige Kabelummantelung zu bilden.
PE-Kabelummantelungen bieten eine gute Alterungs- und UV-Beständigkeit bei relativ niedrigem Preis und werden häufig für optische Kabel, Niederspannungskabel, Kommunikationskabel, Bergbaukabel und andere Anwendungen verwendet. Vernetztes Polyethylen (XLPE) ist ein Kabelummantelungsmaterial mit hervorragenden elektrischen und mechanischen Eigenschaften. Es wird durch die Vernetzung von Polyethylen bei hohen Temperaturen hergestellt. Durch die Vernetzungsreaktion bildet das Polyethylen eine dreidimensionale Netzwerkstruktur, die ihm eine hohe Festigkeit und Temperaturbeständigkeit verleiht. XLPE-Kabelummantelungen werden häufig für Hochspannungskabel wie Übertragungsleitungen und Umspannwerke verwendet. Sie verfügen über hervorragende elektrische Eigenschaften, mechanische Festigkeit und chemische Stabilität sowie über eine ausgezeichnete Hitze- und Witterungsbeständigkeit.
Polyurethan (PUR)bezeichnet eine Gruppe von Kunststoffen, die Ende der 1930er Jahre entwickelt wurden. Die Herstellung erfolgt durch ein chemisches Verfahren namens Additionspolymerisation. Der Rohstoff ist in der Regel Erdöl, aber auch pflanzliche Rohstoffe wie Kartoffeln, Mais oder Zuckerrüben können zur Herstellung verwendet werden. PUR ist ein häufig verwendetes Material für Kabelummantelungen. Es handelt sich um ein Elastomermaterial mit ausgezeichneter Verschleißfestigkeit, Alterungsbeständigkeit, Ölbeständigkeit sowie Säure- und Laugenbeständigkeit bei gleichzeitig guter mechanischer Festigkeit und elastischer Rückstellfähigkeit. Der PUR-Kabelmantel kann durch die Zugabe verschiedener Additive, wie Flammschutzmittel, Hochtemperaturbeständigkeitsmittel usw., verbessert werden.
Das Herstellungsverfahren für PUR-Kabelmäntel besteht darin, PUR-Partikel in einen Extruder zu geben und diese unter hoher Temperatur und hohem Druck zu einem röhrenförmigen Kabelmantel zu extrudieren. Polyurethan hat besonders gute mechanische Eigenschaften.
Das Material verfügt über eine ausgezeichnete Verschleißfestigkeit, Schnittfestigkeit und Reißfestigkeit und bleibt auch bei niedrigen Temperaturen hochflexibel. Dadurch eignet sich PUR besonders für Anwendungen mit dynamischen Bewegungs- und Biegeanforderungen, wie beispielsweise Schleppketten. In Roboteranwendungen halten Kabel mit PUR-Ummantelung Millionen von Biegezyklen oder starken Torsionskräften problemlos stand. PUR weist zudem eine hohe Beständigkeit gegen Öl, Lösungsmittel und UV-Strahlung auf. Zudem ist es, je nach Materialzusammensetzung, halogenfrei und flammhemmend – wichtige Kriterien für UL-zertifizierte und in den USA eingesetzte Kabel. PUR-Kabel finden häufig Anwendung im Maschinen- und Fabrikbau, der industriellen Automatisierung sowie der Automobilindustrie.
Obwohl der PUR-Kabelmantel gute physikalische, mechanische und chemische Eigenschaften aufweist, ist sein Preis relativ hoch und er ist nicht für kostengünstige Massenproduktionszwecke geeignet.
Thermoplastisches Polyurethan-Elastomer (TPU)ist ein häufig verwendetes Kabelummantelungsmaterial. Im Gegensatz zu Polyurethan-Elastomer (PUR) ist TPU ein thermoplastischer Werkstoff mit guter Verarbeitbarkeit und Plastizität.
Die TPU-Kabelummantelung weist eine gute Verschleißfestigkeit, Ölbeständigkeit, Säure- und Laugenbeständigkeit sowie Witterungsbeständigkeit auf und verfügt über eine gute mechanische Festigkeit und elastische Rückstellleistung, sodass sie sich an komplexe mechanische Bewegungen und Vibrationsumgebungen anpassen kann.
Die TPU-Kabelummantelung wird hergestellt, indem TPU-Partikel in einen Extruder gegeben und unter hoher Temperatur und hohem Druck extrudiert werden, um eine röhrenförmige Kabelummantelung zu bilden.
TPU-Kabelummantelungen werden häufig in der industriellen Automatisierung, bei Werkzeugmaschinen, in Bewegungssteuerungssystemen, Robotern und anderen Bereichen sowie in Automobilen, Schiffen und anderen Bereichen eingesetzt. Sie weisen eine gute Verschleißfestigkeit und ein gutes Rückstellvermögen auf, können das Kabel wirksam schützen und weisen gleichzeitig eine ausgezeichnete Hoch- und Tieftemperaturbeständigkeit auf.
Im Vergleich zu PUR bietet die TPU-Kabelummantelung den Vorteil einer guten Verarbeitungsleistung und Plastizität, wodurch sie sich an mehr Anforderungen hinsichtlich Kabelgröße und -form anpassen lässt. Der Preis der TPU-Kabelummantelung ist jedoch relativ hoch und eignet sich nicht für kostengünstige Massenproduktionen.
Silikonkautschuk (PU)ist ein häufig verwendetes Kabelummantelungsmaterial. Es handelt sich um ein organisches Polymermaterial, dessen Hauptkette abwechselnd aus Silizium- und Sauerstoffatomen besteht, wobei die Siliziumatome üblicherweise mit zwei organischen Gummigruppen verbunden sind. Gewöhnlicher Silikonkautschuk besteht hauptsächlich aus Silikonketten mit Methylgruppen und einer kleinen Menge Vinyl. Die Einführung von Phenylgruppen kann die Hoch- und Tieftemperaturbeständigkeit von Silikonkautschuk verbessern, und die Einführung von Trifluorpropyl- und Cyanidgruppen kann die Temperaturbeständigkeit und Ölbeständigkeit von Silikonkautschuk verbessern. PU hat eine gute Hochtemperaturbeständigkeit, Kältebeständigkeit und Oxidationsbeständigkeit sowie gute Weichheit und elastische Rückstelleigenschaften. Die Leistung von Kabelummantelungen aus Silikonkautschuk kann durch die Zugabe verschiedener Additive, wie z. B. verschleißfester Mittel, ölbeständiger Mittel usw., verbessert werden.
Das Herstellungsverfahren für Kabelummantelungen aus Silikonkautschuk besteht darin, die Silikonkautschukmischung in den Extruder zu geben und sie unter hoher Temperatur und hohem Druck zu extrudieren, um eine röhrenförmige Kabelummantelung zu bilden. Kabelummantelungen aus Silikonkautschuk werden häufig in Bereichen eingesetzt, in denen hohe Temperaturen und hoher Druck sowie Witterungsbeständigkeit erforderlich sind, beispielsweise in der Luft- und Raumfahrt, in Kernkraftwerken, in der Petrochemie, im Militär und in anderen Bereichen.
Es verfügt über eine gute Hochtemperaturbeständigkeit und Oxidationsbeständigkeit, kann in Umgebungen mit hohen Temperaturen, hohem Druck und starker Korrosion stabil arbeiten, verfügt aber auch über eine gute mechanische Festigkeit und elastische Rückstellleistung und kann sich an komplexe mechanische Bewegungen und Vibrationsumgebungen anpassen.
Im Vergleich zu anderen Kabelummantelungsmaterialien weist die Kabelummantelung aus Silikonkautschuk eine höhere Temperatur- und Oxidationsbeständigkeit auf, ist aber auch weich und hat ein gutes Rückstellvermögen, sodass sie sich für komplexere Arbeitsumgebungen eignet. Der Preis für Kabelummantelungen aus Silikonkautschuk ist jedoch relativ hoch und eignet sich nicht für kostengünstige Massenproduktionen.
Polytetrafluorethylen (PTFE)ist ein häufig verwendetes Kabelummantelungsmaterial, auch bekannt als Polytetrafluorethylen. Es ist ein Polymermaterial mit ausgezeichneter Korrosionsbeständigkeit, Hochtemperaturbeständigkeit und chemischer Beständigkeit und kann in Umgebungen mit extrem hohen Temperaturen, hohem Druck und starker Korrosion stabil arbeiten. Darüber hinaus verfügen Fluorkunststoffe auch über gute flammhemmende Eigenschaften und Verschleißfestigkeit.
Das Herstellungsverfahren für Kabelummantelungen aus Fluorkunststoff besteht darin, Fluorkunststoffpartikel in den Extruder zu geben und sie unter hoher Temperatur und hohem Druck zu extrudieren, um eine röhrenförmige Kabelummantelung zu bilden.
Fluorkunststoff-Kabelummantelungen werden häufig in der Luft- und Raumfahrt, in Kernkraftwerken, der Petrochemie und anderen High-End-Bereichen sowie in der Halbleiter- und optischen Kommunikation und anderen Bereichen eingesetzt. Sie verfügen über eine ausgezeichnete Korrosionsbeständigkeit und hohe Temperaturbeständigkeit, können lange Zeit stabil in Umgebungen mit hohen Temperaturen, hohem Druck und starker Korrosion arbeiten, haben aber auch eine gute mechanische Festigkeit und elastische Rückstellfähigkeit und können sich an komplexe mechanische Bewegungen und Vibrationen anpassen.
Im Vergleich zu anderen Kabelmantelmaterialien weist der Kabelmantel aus Fluorkunststoff eine höhere Korrosionsbeständigkeit und hohe Temperaturbeständigkeit auf und eignet sich daher für extremere Arbeitsumgebungen. Der Preis für den Kabelmantel aus Fluorkunststoff ist jedoch relativ hoch und eignet sich nicht für die kostengünstige Massenproduktion.
Veröffentlichungszeit: 14. Oktober 2024