به اتصال عرضی زنجیرهای پلیمری به‌صورت پیوندهای متقاطع، کراس لینک می‌گویند. در این فرایند شبکه پلیمری سه‌بعدی ایجاد می‌شود که مولکول‌ها قابلیت ذوب شدن ندارند. در این حالت، زنجیره‌های پلیمری توانایی‌ خود را برای حرکت به‌عنوان زنجیره‌های مستقل ازدست‌داده‌اند. درنتیجه امکان ذوب شدن ندارند (شکل 11).

پلیمرهای کراس لینک در مقایسه با پلیمرهای معمولی ایمنی بالاتری دارند. پلی‌اتیلن معمولی با نقطه ذوب حدود ۹۰ تا ۱۱۰ درجه سانتی‌گراد می‌تواند به‌راحتی طی چند ساعت بدون ذوب شدن تا دمای ۲۵۰ درجه سانتی‌گراد مقاومت کند، به شرطی که به‌درستی کراس لینک شده باشد.

در صنعت سیم و کابل، سه سیستم کراس لینک در دسترس است:

• تابش الکترونی (الکترون بیم)
• ولکانیزاسیون پیوسته
• اتصال سیلان (رطوبت)

فن‌آوری تابش الکترونی

انرژی یونیزاسیون ایجادشده توسط پرتو الکترونی شتاب‌دار، ابزاری کارآمد برای اتصال پلیمرها برای عایق کابل است. در این فرآیند، شبکه سه‌بعدی غیرقابل ذوبی تشکیل می‌شود. این فرآیند را می‌توان بدون نیاز به گرما انجام داد. فرایند تابش الکترونی سریع، قابل‌کنترل و در بسیاری از موارد ارزان‌تر از روش‌های حرارتی یا اتصال شیمیایی است.

راه‌حل هوشمندانه‌ای برای کراس لینک الکترونی سیم‌های کوچک‌ به وجود آمده است. این روش تابش الکترونی خود محافظ به‌راحتی بر روی خطوط موجود نصب می‌شود. این سیستم شتاب‌دهنده تابش الکترونی با سیستم جمع‌کردن سیم را در یک سیستم ادغام مینماید، هر دو آن‌ها توسط یک کنترلر مبتنی بر PLC مدیریت می‌شود. سیم‌ و کابل‌ها بر روی قرقره‌ جمع می‌شوند سپس وارد دستگاه شتاب‌دهنده شده و با تابش الکترون، کراس لینک می‌شوند و در انتها مجدداً بر روی قرقره‌های جمع کننده قرار می‌گیرند. این سیستم می‌تواند برای سطح مقطع‌ها و سیم‌های کوچک کارایی داشته باشد و تقریباً در هر مکان بر روی تجهیزات موجود قابل‌نصب است.

C.V. یا پیوند شیمیایی

فرایند کراس لینک می‌تواند توسط ولکانیزاسیون پیوسته (CV) یا پیوند شیمیایی انجام شود. کراس لینک شدن شیمیایی کابل‌های لاستیکی، ولکانیزاسیون نامیده و با واکنش بین پلیمر و عامل کراس لینک کننده با استفاده از حرارت انجام می‌شود. برای عایق سیم و کابل، در خط ولکانیزاسیون پیوسته با عبور سیم از داخل یک لوله فشار بالا که به‌وسیله بخار و یا نیتروژن گرم می‌شود، کراس لینک شیمیایی اتفاق می‌افتد. روش‌های دیگر ولکانیزاسیون شامل کراس لینک شدن با نمک داغ و هوای گرم است.

کراس لینک با استفاده از رطوبت

دو فرایند کراس لینک با رطوبت موجود است. اولین تکنیک به نام مونوسیل که یک ترکیب شامل وینیل سیلان پراکسید، کاتالیزور کراس لینک کننده، آنتی‌اکسیدان و یک پلی الفین در یک مرحله در داخل یک اکسترودر معمولی باهم مخلوط می‌شوند. دومین فرایند سیوپلاس (فرایند دومرحله‌ای) است. در این فرایند، ابتدا پلی‌اتیلن با مخلوطی از وینیل سیلان و پراکسید باهدف تولید پلی‌اتیلن کراس لینک، شاخه‌دار می‌شود. مواد را می‌توان به‌طور مستقیم استفاده یا به مدت چند ماه در شرایط خشک نگهداری کرد.

در هر دو مورد، محصول نهایی، به‌وسیله رطوبت (حمام آب یا بخار) و یا هوای محیط کراس لینک می‌شود. هر یک از این سیستم‌های کراس لینک مزایا و معایبی دارند.

چگونه سیستم مناسب را انتخاب کنیم؟

درصورتی‌که در حال بررسی اتصالات کراس لینک هستید، باید تصمیم بگیرید که چه سیستم کراس لینکی را انتخاب کنید. اشعه الکترونی، CV یا واکنش شیمیایی؟ بسته به حجم کار، ممکن است کراس لینک داخل کارخانه را انتخاب کنید یا تصمیم بگیرید با یک ارائه‌دهنده سرویس پردازش تابش الکترونی تماس بگیرید.

طیف وسیعی از پلیمرها به‌صورت تجاری با تابش الکترونی، کراس لینک می‌شوند. تعداد پلیمرهایی که با خطوط CV، سیستم‌های شیمیایی و رطوبت کراس لینک می‌شوند، محدود است. الزامات ثابت کنترل کیفیت برای تأیید مشخصات مواد سفارشی، برای طیف گسترده‌ای از محصولات کراس لینک طراحی‌شده است.

آزمون گرما سختی (خزش گرم) برای تعيين درجه کراس لینک شدن در مدت 15 دقيقه بسیار مؤثر است. به‌صورت جایگزین نیز می‌توان از آزمون سل-ژل استفاده کرد، این آزمون نیاز به زمان بیشتری دارد. همبستگی مستقیمی بین روش سریع و قابل‌اعتماد گرما سختی و آزمون سل-ژل وجود دارد.

به‌طور خلاصه، استفاده از مواد کراس لینک در صنعت جهانی در حال افزایش است که به امنیت بیشتر در سراسر جهان منجر خواهد شد.

مزایای کراس لینک کردن

• مقاومت به هویه
• کاهش انعطاف‌پذیری
• بهبود استحکام کششی
• بهبود مقاومت در برابر مایعات
• تغییر ناچیز در پایداری حرارتی
• مقاومت به تنش ترک‌خوردگی
• بهبود مقاومت در برابر شکست
• بهبود مقاومت به سایش و برش
• بهبود ناچیز مقاومت در برابر شعله
• بهبود خواص مکانیکی در دمای بالا
• بدون ایجاد تغییر در خواص الکتریکی
• بهبود ویژگی‌های بارگذاری بیش‌ازحد