כבלים בטוחים יותר וקלים יותר למיחזור

בני שאשה, חברת אלכסנדר שניידר בע”מ

ציפוי מבודד חדש לכבלים, המחליף את ה-PVC, מקנה לכבלים ביצועים טובים יותר ומקטין את השפעתם המזיקה לסביבה.

בידוד PVC הוא עמוד התווך של ענף הכבלים בזכות תכונותיו החשמליות והמכניות כמו גם בזכות עלותו הנמוכה, אולם תכולת ההלוגנים שלו מזיקה לסביבה. הלוגנים הם יסודות כגון פלואור, כלור, ברום ויוד המתאפיינים בתגובתיות גבוהה (highly reactive) ולפיכך עלולים להזיק לאדם ולבעלי החיים. 29% ממשקלו של ה-PVC הוא כלור; האות C ב-PVC מייצגת למעשה את המילה כלוריד, יון של היסוד כלור. Teflon® FEP ו-PTFE מכיל עד 76 פלואור ומפריש חומצה רעילה כאשר הוא נשרף.
בתנאים יציבים, הלוגנים הם יסודות יציבים מאד ואינם מהווים סכנה. אולם כאשר הם נשרפים, הם גורמים בעיות סביבתיות לא פשוטות.
כאשר פלסטיק הלוגני נשרף, הוא עלול לשחרר מימן כלורי (hydrogen chloride), מימן פלואורי (hydrogen fluoride) וגזים מסוכנים אחרים. כאשר מימן כלורי בא במגע עם מים, הוא יוצר חומצת מימן כלורית (hydrochloric acid), תרכובת מסוכנת. לא זו בלבד שהגזים האלה מסוכנים לבני האדם ולבעלי החיים, הם גם גורמים לקורוזיה קשה במתכות.
החשש העיקרי הנוגע לחומרי הבידוד של כבלים וחוטים נפוצים הוא פליטת גזים רעילים, עשן וחומצות בזמן שריפה.
חומרים חדשים יותר, ובראשם סוגי פלסטיק הלוגני עם עשן מועט ואפס הלוגן (LSZH), אינם פולטים גזים או עשן מסוכן בזמן שריפה. הם מכילים לעיתים כמויות זעירות של הלוגנים – פחות מאחוז אחד – אך הם נחשבים בעיקרון נטולי הלוגן.
פלסטיק הלוגני עם עשן מועט ואפס הלוגן אמנם בטוח יותר לשימוש, אך חסרונו הוא שקשה למחזר אותו. גם הוא, כמו PVC, אינו מתפרק באופן בטוח במטמנות.

בידוד mPPE מגדיר מחדש את עולם הכבלים
כבלי החיבור החדשים מסדרת EcoWire של חברת Alpha Wire מצופים בבידוד Noryl גמיש המהווה חלופה ידידותית-לסביבה ל-. Noryl הוא פוליפנילן אֶתר תרמופלסטי שעבר מודיפיקציה
(mPPE – modified polyphenylene ether) ומתוקף תכונותיו הוא קל יותר, קשיח יותר ועמיד יותר מאשר PVC.
ל-mPPE יש לא רק יתרונות אקולוגיים אלא גם יתרונות בתחום הביצועים, ובכללם:

השפעה סביבתית מופחתת.
mPPE אינו מכיל הלוגנים, פתאלטים (phthalates) ומתכות כבדות ועומד בתקני RoHS ו-WEEE.

חוזק דיאלקטרי משופר
התכונות הדיאלקטריות המשופרות של mPPE מפחיתות את עובי הבידוד ובה בעת ניחנות בתכונות חשמליות זהות לאלה של PVC. הקוטר של כבלים עם בידוד mPPE צר בעד 25% בהשוואה לכבלים מקבילים מבוססי PVC. תרשים 1 ממחיש את ההבדל בין כבל חיבור 20 AWG עם בידוד PVC לבין כבל זהה עם בידוד mPPE.

משקל סגולי נמוך יותר
המשקל הסגולי של mPPE הוא 1.03, כלומר נמוך ב-25% עד 40% מאשר המשקל הסגולי של חומרי בידוד אחרים כגון PVC, פוליאתילן או פוליאתילן מצולב (cross-linked polyethylene). בזכות השילוב בין הדפנות הדקות יותר לבין המשקל הסגולי הנמוך, משקלו הכולל של הכבל נמוך ב-25% בערך.

חסינות אש
mPPE עומד בדרישות UL VW-1.

טווח טמפרטורות רחב
כבלים עם בידוד mPPE עומדים בתקן UL 1581 לתפקוד בטווח הטמפרטורות 80 עד 105 מעלות צלזיוס.

עמידות
למרות הדפנות הדקות, בידוד ה-mPPE עמיד פי 10 לשחיקה ולצביטה (pinch) ביחס ל-PVC. הוא עבה פחות אבל חסין יותר. בתרשים 2 ניתן לראות כי השילוב בין חוזק מתיחה משופר לבין דירוג קושי נמוך ב-mPPE יוצר בידוד חסין, עמיד וגמיש.

ניתן למחזור
תוספיו המזיקים של הפלסטיק לסוגיו מסתננים אל מי התהום במטמנות ופולטים גזים רעילים כאשר שורפים אותם. עקרונית, אפשר למחזר PVC, אך ברוב המקרים המחזור אינו מעשי וכמעט בכל המקרים הוא אינו משתלם. חומרים אחרים לבידוד כבלים גורמים בעיות דומות, אם כי חמורות פחות. מצד שני, mPPE הוא חומר תרמופלסטי וקל יותר למחזר אותו מפני שהוא אינו מכיל את החומרים המסוכנים שנזכרו לעיל.

חסרונות?
כפי שניתן להניח, לכבלים עם בידוד mPPE אכן יש מרכיב מחיר מוסף. יתר על כן, זהו מוצר חדש ומהנדסים נוטים לסלוד מסיכונים, ומעדיפים על פי רוב את המוכר על פני הבלתי מוכר. יחד עם זאת, mPPE איננו חתול בשק מפני שהוא רכיב נפוץ ומקובל בענפים רבים. המכונית מדגם טונדרה של חברת טויוטה מחווטת כולה ברכיבים מבוססי mPPE, ושבע מתוך עשר יצרניות המחשבים האישיים הגדולות בעולם (המייצגות יותר מ-50% מהשוק העולמי) קבעו לעצמן יעד להחליף את בידוד ה-PVC בבידוד מבוסס mPPE.
מומלץ לבצע ניתוח עלות-תועלת הכולל תחשיב של מאפייני הביצועים המשופרים של כבלים עם בידוד מבוסס mPPE – בטיחות ועמידות, הפחתת גודל ומשקל – כדי למצוא את הפתרון המיטבי.

מאושר על ידי UL
השימוש במוצרים מבוססי mPPE כגון EcoWire אינו צריך להיבלם בשל חדשנותו הנתפסת. Underwriters Laboratories אישרה את ה-mPPE כחומר בידוד הולם לחמישים סוגי כבלים המיועדים למכשירי חשמל (AWM). משמע שאפשר להשתמש בו בביטחון מלא במקומות שדרש כבל עמיד, קומפקטי ונטול הלוגנים.