I. Pendahuluan
Karet silikon, karena ketahanan panasnya yang tinggi dan ketahanan dingin yang sangat baik (dengan kisaran suhu pengoperasian jangka panjang -90 hingga 250℃), serta insulasi listrik dan ketahanan penuaannya yang sangat baik, telah mengalami perkembangan pesat dalam industri kabel.
Selama beberapa dekade terakhir, industri karet silikon terus menghadapi tantangan dalam memenuhi kebutuhan pasar produk ekstrusi modern yang terus meningkat. Karet silikon telah mengalami peningkatan dalam ketahanan abrasi, ketahanan sayatan, ketahanan kimia, ketahanan minyak, dan kekuatan mekanik. Sebagai bahan dengan suhu penuaan panas yang tinggi, nilai dan keandalannya telah mendorong penggunaannya secara luas oleh produsen dan pengguna. Saat ini, penerapan karet silikon dalam industri kawat dan kabel terus berkembang, terutama digunakan sebagai insulasi dan selubung kabel kapal, kabel penerbangan, kabel timah motor, kabel pemanas, dan banyak kabel tujuan khusus (seperti yang digunakan dalam industri tenaga nuklir, ruang angkasa, dan metalurgi).
Dalam dua tahun terakhir, perusahaan kami telah menerima banyak pesanan dari pelanggan untuk kabel berinsulasi dan berselubung karet silikon. Namun karena produk jenis ini bukan produk utama kami, maka teknologi pengolahan dan peralatan produksi kami belum sepenuhnya berkembang. Meskipun kami menemui banyak kesulitan selama produksi, melalui upaya bersama semua orang, produk akhirnya dikirimkan ke pelanggan sesuai jadwal, dan kami belajar banyak dari pengalaman tersebut.
II. Permasalahan Yang Dihadapi Selama Produksi Kabel Karet Silikon
1. Setelah vulkanisasi dan peracikan, kompon karet rentan terhadap hangus dan mengandung banyak kotoran selama ekstrusi, yang menyebabkan kerusakan tegangan insulasi.
2. Kerang lepas dan melepuh terjadi selama ekstrusi selubung.
AKU AKU AKU. Solusi
1. Persyaratan Teknis Pencampuran dan Pencampuran Ulang
Meskipun peralatan pemrosesan karet silikon serupa dengan karet organik, sebaiknya tidak menggunakan pabrik terbuka yang sama untuk memproses karet organik dan silikon. Idealnya, ruang pengolahan karet silikon khusus harus tersedia, dan lingkungan harus tetap bersih, karena karet silikon yang terkontaminasi akan mengurangi sifat mekanik dan listrik. Jika peralatan dan fasilitas pemrosesan khusus tidak dapat disediakan untuk karet silikon, penting untuk memastikan isolasi lengkap bahan-bahan yang mengkontaminasi dari karet silikon dan bahan peraciknya, karena sebagian besar kotoran berasal dari proses peracikan.
Karena sifat yang melekat pada karet silikon, senyawa yang memerlukan pemrosesan ulang akan mengalami perubahan plastisitas setelah pemrosesan ulang, sehingga rentan terhadap hangus pada roller berkecepatan tinggi. Air pendingin harus disirkulasikan melalui roller pada gilingan terbuka untuk mencegah terjadinya hangus, khususnya untuk senyawa yang menggunakan bis(2,4-diklorobenzoil) peroksida sebagai sistem vulkanisasinya. Hal ini karena suhu penguraian bis(2,4-diklorobenzoil) kira-kira 45°C, dan produk penguraiannya, asam 2,4-diklorobenzoat dan 2,4-diklorobenzena, tidak mudah menguap sehingga senyawa tersebut mudah terbakar. Untuk mendapatkan produk berkualitas tinggi, langkah-langkah dasar berikut harus diikuti selama peracikan karet silikon:
(1) Timbang dengan hati-hati setiap komponen peracikan yang akan digunakan (misalnya bahan penghambat api, bahan vulkanisir, masterbatch warna, dll.). (2) Setelah menempatkan karet silikon murni atau kompon penguat pada gilingan terbuka, sesuaikan celah rol sehingga karet silikon membungkus rol yang bergerak lebih cepat dan tercampur kembali secara menyeluruh. Karet silikon murni biasanya hanya memerlukan sedikit pencampuran ulang atau tidak ada pencampuran ulang sebelum menambahkan bahan pengisi. Namun karena karet silikon penguat mengandung silika, maka harus dicampur kembali secara menyeluruh. Pencampuran ulang selesai ketika kompon membungkus roller yang bergerak lebih cepat.
(3) Jika perlu, bahan penghambat api, masterbatch warna, dll., harus ditambahkan ke dalam senyawa. Beberapa bahan pengisi mungkin jatuh ke dalam baki penerima selama pencampuran; ini harus dikumpulkan dan ditambahkan ke senyawa sebelum penambahan bahan pengisi berikutnya. Pengikis karet biasanya digunakan untuk mengikis bahan pengisi dari baki penerima; sikat harus dihindari karena beberapa bulunya mungkin rontok dan tercampur ke dalam senyawa. Sangat penting untuk tidak menambahkan semua bahan pengisi ke dalam senyawa sekaligus, melainkan dalam 2-3 batch. Senyawa tersebut harus tercampur rata setelah setiap batch bahan pengisi ditambahkan. Hal ini memastikan dispersi pengisi yang seragam dan menghindari pembentukan gumpalan pengisi yang keras. Celah roller yang wajar memastikan kecepatan pencampuran dan kualitas kompon karet yang optimal.
(4) Bahan terakhir yang ditambahkan pada kompon karet adalah bahan vulkanisir. Karena saat ini kami menggunakan 2,4-benzoil diklorida peroksida sebagai bahan vulkanisir, jangan menambahkannya ketika kompon karet terlalu panas (tidak melebihi 40°C). Jika tidak, akan terjadi vulkanisasi dini sebagian, yang menyebabkan hilangnya kompon karet atau bahan vulkanisasi. Air pendingin yang cukup harus dimasukkan ke dalam roller untuk mencegah kompon karet menjadi terlalu panas. Terakhir, untuk memastikan dispersi zat vulkanisir yang seragam, seluruh gulungan kompon karet harus disirkulasikan melaluinya beberapa kali.
2. Penggunaan Jaring Filter dan Bantalan Filter yang Benar
Filter mesh biasanya terdiri dari pelat filter mesh 20-40 dan mesh filter baja tahan karat 60-100 mesh dengan bukaan lebih halus. Beberapa produsen memilih untuk tidak menggunakan jaring filter dan melakukan ekstrusi secara langsung karena hal ini meningkatkan kecepatan ekstrusi dan terkadang menghilangkan kemungkinan timbulnya panas dan hangus di dekat pelat filter. Namun, penggunaan saringan penyaring sangat penting karena berperan penting dalam menghilangkan kotoran dan partikel pengisi yang tidak tersebar dari kompon karet. Secara bersamaan, saringan penyaring juga menghilangkan udara yang terperangkap dalam kompon karet selama pencampuran dan pemrosesan ulang, terutama untuk kompon yang lebih lunak.
Karena karet silikon hanya sedikit termoplastik dan tidak mudah mengalami tegangan aliran atau regangan geser jika tidak diawetkan, desain pelat filter tidak terlalu penting. Kebanyakan desain pelat filter cocok untuk pemrosesan karet silikon.
3. Pemilihan Peralatan Ekstrusi
Mengenai pemilihan peralatan, karena kami tidak memiliki peralatan produksi kabel karet silikon khusus, kami tidak punya pilihan. Dari tiga jalur produksi vulkanisasi kontinyu yang saat ini kami gunakan, ekstruder vulkanisasi kontinyu uap Φ65/Φ90 dan ekstruder vulkanisasi kontinyu penangas garam PLCV cocok untuk produksi karet silikon.
4. Eksplorasi dan Peningkatan Proses
Karena kabel karet silikon bukan produk reguler kami, kami selalu belajar melalui trial and error dalam produksinya. Untuk ekstrusi insulasi, kami menggunakan ekstruder vulkanisasi kontinyu uap Φ65/Φ90 dan ekstruder vulkanisasi kontinyu PLCV. Namun, ekstruder uap kontinu Φ65/Φ90 tidak dapat menyambungkan tabung teleskopik ke kepala cetakan karena hal tersebut akan menyebabkan suhu kepala cetakan meningkat dengan cepat di bawah pemanasan uap, yang mengakibatkan vulkanisasi dini pada karet silikon selama ekstrusi. Oleh karena itu, dalam produksi sebenarnya, kami tidak menghubungkan tabung teleskopik ke kepala cetakan, melainkan menggunakan uap secara terbuka. Hal ini mengakibatkan ketidakmampuan untuk memberikan tekanan uap yang berlebihan, sehingga mempengaruhi kecepatan produksi dan membuang sejumlah besar uap. Saat menggunakan unit PLCV untuk ekstrusi insulasi, dalam kondisi suhu ekstrusi yang terkendali, ekstrusi itu sendiri tidak menimbulkan masalah besar; hanya tekanan 0,2 MPa atau tidak diperlukan tekanan untuk memenuhi persyaratan produk.
Saat ini kami memproduksi sejumlah kabel inti tunggal berisolasi karet silikon dan berselubung karet silikon. Karena pelanggan memerlukan pengelupasan yang mudah antara insulasi dan selubung, ini berarti proses ekstrusi bersama dua lapis yang biasa kami gunakan dalam memproduksi kabel inti tunggal tidak dapat digunakan. Ketika bersiap untuk mengekstrusi selubung setelah insulasi diekstrusi, muncul masalah: lapisan insulasi karet silikon dari inti berinsulasi dengan mudah terdorong ke atas dalam cetakan bagian dalam, tersumbat dan menyebabkan selubung melepuh dan pecah setelah ekstrusi. Setelah percobaan berulang kali, kami mengadopsi metode membungkus lapisan kain bukan tenunan secara longitudinal di sekitar inti berinsulasi untuk menyediakan ruang penyimpanan bagi gas yang dilepaskan selama vulkanisasi sekunder dari insulasi karet silikon. Hal ini secara efektif memecahkan masalah isolasi yang terdorong ke atas dalam cetakan bagian dalam dan selubung yang melepuh pada tekanan pipa 0,2–0,3 MPa.
Pada bulan September 2006, pelanggan memesan kabel konverter frekuensi berisolasi karet silikon dan berselubung karet silikon. Karena pita tembaga dililitkan di sekeliling inti berinsulasi sebagai lapisan pelindung setelah pemasangan kabel, kami awalnya menggunakan metode pemberian tekanan hanya setelah kepala yang sudah jadi disegel selama ekstrusi selubung untuk mencegah masuknya air. Namun, masalah yang sama terjadi yaitu sarungnya kendor, melepuh, dan pecah. Melalui verifikasi, metode kami yang membungkus lapisan kain bukan tenunan di sekitar lapisan pelindung pita tembaga dan memberikan tekanan saat kepala kabel memasuki tabung vulkanisasi 5m telah secara efektif memecahkan masalah kendor, melepuh, dan pecahnya selubung.
Berdasarkan keberhasilan sebelumnya, kami secara membabi buta percaya bahwa kain bukan tenunan dapat memecahkan masalah yang dihadapi dalam produksi kabel karet silikon. Namun kenyataannya tidak semua kabel karet silikon akan menghasilkan produk berkualitas hanya dengan melilitkan kain non-woven di sekeliling insulasinya. Saat mengekstrusi selubung setelah pemasangan kabel multi-inti, meskipun kain bukan tenunan juga dibungkus, pengisian yang tidak mencukupi selama pemasangan kabel dan tekanan leleh yang tidak mencukupi selama ekstrusi selubung sering kali mencegah karet silikon terjepit ke dalam celah yang tidak terisi cukup, mengakibatkan kebocoran setelah vulkanisasi tekanan dalam tabung vulkanisasi. Oleh karena itu, kami tidak menyarankan penambahan bahan pengisi dan pembungkus bukan tenunan selama ekstrusi selubung kabel multi-inti setelah pemasangan kabel, karena inti kabel memiliki celah yang cukup untuk menyimpan gas yang dilepaskan oleh insulasi karet silikon selama vulkanisasi sekunder. Selama tekanan pipa diterapkan dengan tepat, kelonggaran, lecet, dan kebocoran selubung dapat dihindari sepenuhnya.
IV. Kesimpulan
Ringkasnya, dengan menganalisis masalah-masalah yang dihadapi dalam proses produksi, berfokus pada aspek-aspek uniknya, dan melihat lebih jauh hingga ke intinya, kami dapat mengidentifikasi secara mendasar penyebab-penyebab masalah-masalah tersebut dan mengadopsi proses serta langkah-langkah teknis yang praktis dan layak untuk menyelesaikannya. Kami yakin melalui upaya yang kami lakukan, proses produksi kabel karet silikon akan terus matang, kualitas produk akan terus meningkat, kabel karet silikon secara bertahap akan menjadi produk unggulan kami, dan daya saing pasar perusahaan pada kabel berselubung karet akan terus menguat.