La gaine de câble (également appelée gaine extérieure) est la couche extérieure d'un câble, d'un câble optique ou d'un fil. Elle constitue la barrière la plus importante pour assurer la sécurité structurelle interne du câble, le protégeant de la chaleur, du froid, de l'humidité, des ultraviolets, de l'ozone et des dommages chimiques et mécaniques pendant et après l'installation. La gaine de câble ne remplace pas le renfort interne du câble, mais peut également offrir un niveau de protection limité assez élevé. De plus, elle peut fixer la forme du conducteur toronné, ainsi que la couche de blindage (le cas échéant), minimisant ainsi les interférences avec la compatibilité électromagnétique (CEM) du câble. Ceci est important pour assurer une transmission constante de l'énergie, du signal ou des données à l'intérieur du câble ou du fil. La gaine joue également un rôle important dans la durabilité des câbles et fils optiques.
Il existe de nombreux types de matériaux de gaine de câble, les matériaux de gaine de câble les plus couramment utilisés sont :polyéthylène réticulé (XLPE), polytétrafluoroéthylène (PTFE), éthylène propylène fluoré (FEP), résine perfluoroalcoxy (PFA), polyuréthane (PUR),polyéthylène (PE), élastomère thermoplastique (TPE) etchlorure de polyvinyle (PVC)Ils ont chacun des caractéristiques de performance différentes.
Le choix des matières premières pour la gaine des câbles doit d'abord tenir compte de leur adaptabilité à l'environnement et de la compatibilité des connecteurs. Par exemple, les environnements extrêmement froids peuvent nécessiter une gaine flexible à très basse température. Le choix du matériau de gaine approprié est crucial pour déterminer le câble optique le mieux adapté à chaque application. Il est donc essentiel de comprendre précisément l'usage que le câble ou le fil optique doit remplir et les exigences auxquelles il doit répondre.
Chlorure de polyvinyle (PVC)C'est un matériau couramment utilisé pour le gainage des câbles. Il est fabriqué à partir de résine à base de polychlorure de vinyle (PVC), auquel on ajoute un stabilisant, un plastifiant, des charges inorganiques comme le carbonate de calcium, des additifs et des lubrifiants, etc., par mélange, malaxage et extrusion. Il présente de bonnes propriétés physiques, mécaniques et électriques, ainsi qu'une bonne résistance aux intempéries et une bonne stabilité chimique. Ses performances peuvent également être améliorées par l'ajout de divers additifs, tels qu'un retardateur de flamme et une résistance à la chaleur.
La méthode de production de gaine de câble en PVC consiste à ajouter des particules de PVC à l'extrudeuse et à les extruder sous haute température et pression pour former une gaine de câble tubulaire.
Les gaines de câbles en PVC présentent les avantages suivants : faible coût, facilité de mise en œuvre et d'installation, et large éventail d'applications. Elles sont fréquemment utilisées dans les câbles basse tension, les câbles de communication, les câbles de construction et d'autres domaines. Cependant, leur résistance aux hautes températures, au froid et aux UV, entre autres, est relativement faible, contenant des substances nocives pour l'environnement et le corps humain. Leur utilisation dans des environnements spécifiques pose de nombreux problèmes. Avec la sensibilisation croissante à l'environnement et l'amélioration des performances des matériaux, les exigences en matière de PVC ont été renforcées. C'est pourquoi elles sont utilisées avec prudence dans certains secteurs spécifiques, tels que l'aéronautique, l'aérospatiale et le nucléaire.
Polyéthylène (PE)C'est un matériau courant pour gaine de câble. Il présente de bonnes propriétés mécaniques et une bonne stabilité chimique, ainsi qu'une bonne résistance à la chaleur, au froid et aux intempéries. L'ajout d'additifs tels que des antioxydants et des absorbeurs d'UV permet d'améliorer la gaine de câble en PE.
La méthode de production de la gaine de câble PE est similaire à celle du PVC, et les particules PE sont ajoutées à l'extrudeuse et extrudées sous haute température et pression pour former une gaine de câble tubulaire.
La gaine de câble en PE présente une bonne résistance au vieillissement et aux UV, ainsi qu'un prix relativement bas. Elle est largement utilisée dans les câbles optiques, les câbles basse tension, les câbles de communication, les câbles miniers et d'autres domaines. Le polyéthylène réticulé (XLPE) est un matériau de gaine de câble aux propriétés électriques et mécaniques élevées. Il est obtenu par réticulation de polyéthylène à haute température. Cette réaction permet au polyéthylène de former une structure en réseau tridimensionnel, lui conférant une résistance élevée et une bonne résistance aux températures élevées. La gaine de câble en XLPE est largement utilisée dans le domaine des câbles haute tension, tels que les lignes de transport et les sous-stations. Elle présente d'excellentes propriétés électriques, une résistance mécanique et une stabilité chimique exceptionnelles, ainsi qu'une excellente résistance à la chaleur et aux intempéries.
Polyuréthane (PUR)Désigne un groupe de plastiques développé à la fin des années 1930. Il est produit par un procédé chimique appelé polymérisation par addition. La matière première est généralement le pétrole, mais des matières végétales comme la pomme de terre, le maïs ou la betterave sucrière peuvent également être utilisées. Le PUR est un matériau de gaine de câble couramment utilisé. C'est un élastomère offrant une excellente résistance à l'usure, au vieillissement, à l'huile, aux acides et aux bases, ainsi qu'une bonne résistance mécanique et une bonne récupération élastique. La gaine de câble en PUR peut être améliorée par l'ajout de divers additifs, tels que des retardateurs de flamme, des agents de résistance aux hautes températures, etc.
La méthode de production de gaines de câbles en PUR consiste à ajouter des particules de PUR dans une extrudeuse et à les extruder sous haute température et pression pour former une gaine tubulaire. Le polyuréthane présente des propriétés mécaniques particulièrement performantes.
Ce matériau présente une excellente résistance à l'usure, aux coupures et aux déchirures, et reste très flexible même à basse température. Le PUR est donc particulièrement adapté aux applications exigeant des mouvements dynamiques et des contraintes de flexion, comme les chaînes de remorquage. Dans les applications robotiques, les câbles gainés de PUR peuvent supporter sans problème des millions de cycles de flexion ou d'importantes forces de torsion. Le PUR offre également une excellente résistance à l'huile, aux solvants et aux rayons ultraviolets. De plus, selon sa composition, il est exempt d'halogènes et ignifuge, des critères importants pour les câbles certifiés UL et utilisés aux États-Unis. Les câbles PUR sont couramment utilisés dans la construction mécanique et industrielle, l'automatisation industrielle et l'industrie automobile.
Bien que la gaine du câble PUR présente de bonnes propriétés physiques, mécaniques et chimiques, son prix est relativement élevé et elle ne convient pas aux occasions de production de masse à faible coût.
Élastomère thermoplastique de polyuréthane (TPU)C'est un matériau de gainage de câbles couramment utilisé. Contrairement à l'élastomère de polyuréthane (PUR), le TPU est un matériau thermoplastique offrant une bonne aptitude à la mise en œuvre et une bonne plasticité.
La gaine de câble en TPU présente une bonne résistance à l'usure, à l'huile, aux acides et aux alcalis et aux intempéries, et présente une bonne résistance mécanique et des performances de récupération élastique, qui peuvent s'adapter à un environnement de mouvement mécanique et de vibration complexe.
La gaine de câble en TPU est fabriquée en ajoutant des particules de TPU à une extrudeuse et en les extrudant sous haute température et pression pour former une gaine de câble tubulaire.
La gaine de câble en TPU est largement utilisée dans l'automatisation industrielle, les machines-outils, les systèmes de contrôle de mouvement, la robotique et d'autres domaines, ainsi que dans l'automobile et la marine. Elle offre une bonne résistance à l'usure et une bonne capacité de récupération élastique, protège efficacement les câbles et offre également une excellente résistance aux hautes et basses températures.
Comparée au PUR, la gaine de câble en TPU présente l'avantage d'une bonne aptitude à la transformation et d'une bonne plasticité, ce qui lui permet de s'adapter à un plus grand nombre de tailles et de formes de câbles. Cependant, son prix est relativement élevé et elle n'est pas adaptée à une production de masse à bas coût.
Caoutchouc de silicone (PU)C'est un matériau de gaine de câble couramment utilisé. C'est un polymère organique dont la chaîne principale est composée alternativement d'atomes de silicium et d'oxygène, l'atome de silicium étant généralement relié à deux groupes organiques du caoutchouc. Le caoutchouc de silicone ordinaire est principalement composé de chaînes de silicone contenant des groupes méthyle et une faible quantité de vinyle. L'introduction de groupes phényle améliore sa résistance aux hautes et basses températures, tandis que l'introduction de groupes trifluoropropyle et cyanure améliore sa résistance à la température et à l'huile. Le PU présente une bonne résistance aux hautes températures, au froid et à l'oxydation, ainsi qu'une bonne souplesse et une bonne reprise élastique. Les gaines de câbles en caoutchouc de silicone peuvent être améliorées par l'ajout de divers additifs, tels que des agents anti-usure et anti-huile.
La méthode de production de gaines de câbles en caoutchouc de silicone consiste à ajouter le mélange de caoutchouc de silicone à l'extrudeuse et à l'extruder sous haute température et pression pour former une gaine tubulaire. Les gaines de câbles en caoutchouc de silicone sont largement utilisées pour les applications exigeant des températures et des pressions élevées et une résistance aux intempéries, notamment dans l'aéronautique, les centrales nucléaires, la pétrochimie, l'armée et d'autres secteurs.
Il a une bonne résistance aux hautes températures et à l'oxydation, peut fonctionner de manière stable dans un environnement à haute température, haute pression et forte corrosion, mais a également une bonne résistance mécanique et des performances de récupération élastique, peut s'adapter à un mouvement mécanique complexe et à un environnement de vibration.
Comparée à d'autres matériaux de gaine de câbles, la gaine en caoutchouc de silicone offre une meilleure résistance à la température et à l'oxydation, ainsi qu'une bonne souplesse et une bonne capacité de récupération élastique, idéale pour les environnements de travail plus complexes. Cependant, son prix relativement élevé la rend inadaptée à une production de masse à bas coût.
Polytétrafluoroéthylène (PTFE)Le polytétrafluoroéthylène est un matériau de gaine de câble couramment utilisé. Ce polymère présente une excellente résistance à la corrosion, aux hautes températures et aux produits chimiques, et peut fonctionner de manière stable dans des environnements extrêmement chauds, sous haute pression et soumis à une forte corrosion. De plus, les plastiques fluorés présentent de bonnes propriétés ignifuges et une bonne résistance à l'usure.
La méthode de production de gaine de câble en plastique fluoré consiste à ajouter des particules de plastique fluoré à l'extrudeuse et à les extruder sous haute température et pression pour former une gaine de câble tubulaire.
La gaine de câble en plastique fluoré est largement utilisée dans l'aérospatiale, les centrales nucléaires, la pétrochimie et d'autres secteurs de pointe, ainsi que dans les semi-conducteurs et les communications optiques. Elle présente une excellente résistance à la corrosion et aux hautes températures, assure une stabilité élevée et durable dans des environnements à haute température, haute pression et forte corrosion. Elle présente également une bonne résistance mécanique et une bonne capacité de récupération élastique, et s'adapte aux mouvements mécaniques complexes et aux vibrations.
Comparée à d'autres matériaux de gaine de câble, la gaine en plastique fluoré offre une meilleure résistance à la corrosion et aux températures élevées, ce qui la rend adaptée aux environnements de travail les plus extrêmes. Cependant, son prix est relativement élevé et elle n'est pas adaptée à une production de masse à bas coût.
Date de publication : 14 octobre 2024