輕量、高強力且柔軟的碳纖維電源線

 

刊登日期:2021/2/20
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日本KAJI Group與橡膠絕緣電纜(Cabtyre Cable)業界龍頭的MITSUBOSHI合作,開發出一種由碳纖維電線線芯製成的輕量、高強力且柔軟的橡膠絕緣電纜。相較於某些有機類超級纖維,成功採用了成本便宜的碳纖維做為線芯,製作出碳纖維電線,不僅具有比鐵材更佳的拉伸強度及耐撓曲性,同時還有優異的止水性,可減少短路及漏電的風險。高剛性的碳纖維電線並不少見,目前有多家企業已予以商業化,而可撓柔軟的碳纖維電線則是首次實現商業化。

橡膠絕緣電纜中為防止導體斷線,依等級會使用銅線或芳綸纖維(Aramid)做為線芯材料,但銅線太重又容易腐蝕,芳綸纖維則成本太高。不過有些等級的碳纖維比芳綸纖維有更高的機械強度,價格上卻比較便宜。

這次新開發的碳纖維電線是一款取代芳綸纖維、保有柔軟性的同時兼具優異拉伸強度的電源線。透過調整碳纖維的搓線數可提高拉伸強度及撓曲性,採用聚酯包線(Polyester Covered Yarn)可調整成本、生產性及撓曲特性,且充分將熱可塑性合成橡膠(Elastomer)含浸至碳纖維搓線內部。拉伸強度約SUS304的5倍,撓曲疲勞是鋼芯的300倍以上。止水性方面,在2氣壓的水壓環境下,電源線內部不會有水浸潤的狀況。相較之下,即使最高緊密構造的銅線款,因銅線之間有隙縫,無法達到止水目的;芳綸纖維款則會因為毛細管現象而發生浸潤,即使以合成橡膠含浸做到止水,芳綸纖維與合成橡膠的界面也不及碳纖維的界面強度,而有脫落的可能性。


資料來源: 化學工業日報/材料世界網編譯
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