Der Kabelmantel (auch Außenmantel oder Ummantelung genannt) ist die äußerste Schicht eines Kabels, optischen Kabels oder einer Leitung 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, Ultraviolettstrahlung, Ozon oder chemischen und mechanischen Schäden zu schützen. Ein Kabelmantel soll die Verstärkung im Kabelinneren nicht ersetzen, kann aber ebenfalls ein relativ hohes Maß an begrenztem Schutz bieten. Darüber hinaus kann der Kabelmantel auch die Gestalt und Ausführung des Litzenleiters sowie der Abschirmschicht (sofern vorhanden) fixieren und so Störungen der elektromagnetischen Verträglichkeit (EMV) des Kabels minimieren. Dies ist wichtig, um eine gleichmäßige Übertragung von Strom, Signalen oder Daten innerhalb des Kabels oder der Leitung zu gewährleisten. Der Kabelmantel spielt auch eine wichtige Rolle für die Haltbarkeit optischer Kabel und Leitungen.
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 optimalen 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 Polyvinylchlorid-Harz, 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., 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, ihrer einfachen Verarbeitung und Installation sowie ihrem breiten Anwendungsspektrum. Sie werden häufig in Niederspannungskabeln, Kommunikationskabeln, Bauleitungen und anderen Bereichen eingesetzt. Allerdings sind die Eigenschaften von PVC-Kabelmänteln hinsichtlich Temperaturbeständigkeit, Kältebeständigkeit, UV-Beständigkeit und anderen Eigenschaften relativ schwach. Sie enthalten Schadstoffe für Umwelt und Körper und können bei der Anwendung in speziellen Umgebungen problematisch sein. 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 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 zeichnen sich durch eine gute Alterungs- und UV-Beständigkeit aus und sind zudem relativ günstig. Sie werden häufig für optische Kabel, Niederspannungskabel, Kommunikationskabel, Bergbaukabel und andere Anwendungen eingesetzt. 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 zeichnen sich durch hervorragende elektrische Eigenschaften, mechanische Festigkeit und chemische Stabilität aus und sind zudem sehr hitze- und witterungsbeständig.
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 Materialien wie Kartoffeln, Mais oder Zuckerrüben können zur Herstellung verwendet werden. PUR ist ein häufig verwendetes Kabelmantelmaterial. 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 verschiedene Additive wie Flammschutzmittel und Hochtemperaturbeständigkeit 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 zeichnet sich durch hervorragende Verschleißfestigkeit, Schnittfestigkeit und Reißfestigkeit aus 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 verwendete Kabel. PUR-Kabel werden häufig im Maschinen- und Fabrikbau, der industriellen Automatisierung sowie der Automobilindustrie eingesetzt.
Obwohl der PUR-Kabelmantel gute physikalische, mechanische und chemische Eigenschaften aufweist, ist sein Preis relativ hoch und er ist nicht für die kostengünstige Massenproduktion 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, in Werkzeugmaschinen, Bewegungssteuerungssystemen, Robotern und anderen Bereichen sowie in der Automobil- und Schiffsindustrie eingesetzt. Sie zeichnen sich durch eine gute Verschleißfestigkeit und elastische Rückstellfähigkeit aus, schützen das Kabel effektiv und weisen gleichzeitig eine hervorragende 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 Material für Kabelummantelungen. 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 Zugabe von Phenylgruppen kann die Temperatur- und Kältebeständigkeit von Silikonkautschuk verbessern, und die Zugabe von Trifluorpropyl- und Cyanidgruppen kann die Temperatur- und Ölbeständigkeit von Silikonkautschuk verbessern. PU verfügt über eine gute Temperaturbeständigkeit, Kältebeständigkeit und Oxidationsbeständigkeit sowie über gute Weichheits- und Rückstelleigenschaften. Die Leistung von Kabelummantelungen aus Silikonkautschuk kann durch die Zugabe verschiedener Additive, wie z. B. verschleißfester oder ölbeständiger Mittel, verbessert werden.
Das Herstellungsverfahren für Silikonkautschuk-Kabelummantelungen besteht darin, die Silikonkautschukmischung in den Extruder zu geben und sie unter hoher Temperatur und hohem Druck zu einem röhrenförmigen Kabelmantel zu extrudieren. Silikonkautschuk-Kabelummantelungen werden häufig in Bereichen eingesetzt, in denen hohe Temperaturen und Drücke sowie Witterungsbeständigkeit erforderlich sind, beispielsweise in der Luft- und Raumfahrt, in Kernkraftwerken, der Petrochemie, im Militär und 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, zeichnet sich aber auch durch eine gute Weichheit und ein gutes Rückstellvermögen aus und eignet sich daher für komplexere Arbeitsumgebungen. 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, hoher Temperaturbeständigkeit und chemischer Beständigkeit und kann in Umgebungen mit extrem hohen Temperaturen, hohem Druck und starker Korrosion stabil arbeiten. Darüber hinaus verfügen Fluorkunststoffe über gute flammhemmende Eigenschaften und Verschleißfestigkeit.
Das Herstellungsverfahren für Kabelummantelungen aus Fluorkunststoff besteht darin, Fluorkunststoffpartikel in den Extruder zu geben und diese unter hoher Temperatur und hohem Druck zu extrudieren, um eine röhrenförmige Kabelummantelung zu bilden.
Fluorkunststoff-Kabelummantelungen finden breite Anwendung in der Luft- und Raumfahrt, in Kernkraftwerken, der Petrochemie und anderen High-End-Bereichen sowie in der Halbleiter- und optischen Kommunikation. Sie zeichnen sich durch hervorragende Korrosionsbeständigkeit und hohe Temperaturbeständigkeit aus und können auch bei hohen Temperaturen, hohem Druck und starker Korrosion lange Zeit stabil arbeiten. Gleichzeitig verfügen sie über eine gute mechanische Festigkeit und elastische Rückstellfähigkeit und passen sich komplexen mechanischen Bewegungen und Vibrationen an.
Im Vergleich zu anderen Kabelmantelmaterialien weist der Fluorkunststoff-Kabelmantel eine höhere Korrosionsbeständigkeit und hohe Temperaturbeständigkeit auf und eignet sich daher für extremere Arbeitsumgebungen. Der Preis für den Fluorkunststoff-Kabelmantel ist jedoch relativ hoch und eignet sich nicht für die kostengünstige Massenproduktion.
Veröffentlichungszeit: 14. Oktober 2024