Types d'isolation de fils courants

L'isolation est un composant essentiel de tout fil conducteur de courant électrique. Le type d'isolation approprié dépend de nombreux facteurs, notamment la stabilité, la durée de vie requise, les propriétés diélectriques, la résistance à la température et à l'humidité, la résistance mécanique et la flexibilité.

Voici les différents types d'isolation des fils et les raisons pour lesquelles leurs propriétés sont les mieux adaptées à différentes applications.

Sélection du type d'isolation du fil pour l'application

Il n'existe pas d'isolation de fil unique qui soit idéale pour toutes les applications Il est préférable d'examiner les exigences de chaque application et de sélectionner le type d'isolation de fil qui convient le mieux. Par exemple, les moteurs de compresseurs utilisés dans les réfrigérateurs nécessitent des isolations de fils capables de résister à l'exposition aux réfrigérants. De plus, les fils des réfrigérateurs ne doivent pas transmettre d'odeurs aux aliments et doivent être sans danger pour une utilisation dans la cuisine.

De même, les pompes à essence nécessitent des fils capables de résister aux vapeurs d'essence. Les fils sont utilisés dans tellement d'applications différentes que les différents types d'isolation des fils doivent résister à l'exposition aux liquides, aux produits chimiques, aux changements de température, etc.

Dans les applications à haute production, le processus et les exigences dictent souvent le type d'isolation des fils nécessaire. Par exemple, l'isolation des fils doit être résistante à la soudure dans certaines applications électroniques utilisant des cartes de circuits imprimés. D'autres applications nécessitent des fils pouvant être encapsulés ou une isolation capable de résister à un traitement au vernis et à des cycles de cuisson.

La clé pour choisir correctement l'isolation d'un fil réside dans l'adéquation entre l'environnement et les exigences de l'application.

Spécification d'un type d'isolation de fil

Comment choisir la bonne isolation pour vos fils ? Connaissez-vous les normes UL, CSA ou SAE? Si oui, ces directives devraient répondre à la plupart de vos questions. Toutefois, si vous avez besoin de plus amples informations sur les directives relatives à l'application, vous trouverez ci-dessous quelques questions simples qui vous aideront à choisir le produit adapté.

1. Quel est l'organisme de certification ? (UL, CSA, CE, SAE, ISO)
2. Quelle tension est requise ?
3. Quelle température est requise ?
4. Le plastique convient-il ? Y a-t-il des contraintes mécaniques limitées ? Si tel est le cas, le thermoplastique peut être une solution potentielle pour votre application.
5. Vous avez besoin d'une durabilité supérieure à celle du plastique ? Les composés thermodurcissables tels que l'EPR, le silicone et l'Hypalon offrent une plus grande flexibilité, une meilleure résistance aux températures élevées et à l'abrasion. Les produits XLP offrent une résistance aux températures élevées, une résistance chimique, des niveaux d'isolation minces et une facilité de traitement. Ces types d'isolants pour fils sont souvent utilisés pour les câbles de moteur, le câblage de panneaux et les cycles de cuisson au vernis.
6. Quelle est l'application et comment utilisez-vous le produit ?

Découvrez les types d'isolation de fils les plus courants

Dans sa définition la plus simple, l'isolation des fils recouvre et maintient les fils ensemble. Elle permet de contenir le courant électrique. En général, l'isolation des fils est composée de différents types de plastique ou de polymères, les deux types les plus courants étant les thermoplastiques et les thermodurcissables.

Quelles sont donc les différences entre ces deux types d'isolation de fils ? Nous vous présentons ici les composés et les propriétés de l'isolation des fils.

Isolation des fils thermoplastiques vs thermodurcissables

Composés thermoplastiques

Les composés thermoplastiques utilisent des additifs pour renforcer certaines propriétés spécifiques des thermoplastiques. En fonction du projet sur lequel vous travaillez, vous pouvez choisir une isolation de fil qui utilise spécifiquement l'un des composés thermoplastiques suivants afin de mieux répondre à vos besoins.

Chlorure de polyvinyle (PVC)

Le PVC est parfois appelé vinyle ou chlorure de polyvinyle. Ce composé thermoplastique se compose de trois types de composés vinyliques : standard, semi-rigide et irradié. La température nominale de la formulation peut varier de -55 °C à 105 °C. Les valeurs typiques de la constante diélectrique peuvent aller de 2,7 à 6,5. Le PVC est couramment utilisé pour le raccordement de fils de commande où l'application nécessite 1 000 V ou moins et 105 °C ou moins. C'est également le composé le plus économique.

PVC standard

Le PVC standard est conçu pour une tension maximale de 1 000 volts et est utilisé pour les câbles de raccordement, d'ordinateur et de commande. Différents composés sont utilisés pour des températures de service de 60 °C, 80 °C, 90 °C et 105 °C, ainsi que pour des applications commerciales et militaires. Le PVC standard est utilisé dans les matériaux de construction tels que les tuyaux, les cadres de fenêtres et l'isolation des câbles électriques en raison de sa durabilité et de sa résistance aux facteurs environnementaux. Il convient au raccordement de fils de commande où l'application nécessite une tension inférieure ou égale à 1000 V et une température inférieure ou égale à 105 °C.

PVC semi-rigide (SRPVC)

Le PVC semi-rigide est beaucoup plus résistant que le vinyle standard. Il offre une meilleure résistance à l'abrasion et à la coupure, ainsi que des propriétés électriques plus stables. Il est couramment utilisé dans les applications nécessitant plus de flexibilité que le PVC standard, telles que les tubes à paroi mince et les câbles flexibles. Son isolation plus fine permet à ce fil d'être utilisé dans des applications qui nécessitent un diamètre extérieur plus petit. L'isolation est plus résistante que le PVC et offre une meilleure résistance à l'abrasion.

PVC irradié

L'isolation des fils en PVC irradié offre une meilleure résistance à l'abrasion, à la coupure, à la soudure et aux solvants. Le processus d'irradiation transforme le vinyle d'un matériau thermoplastique en un matériau thermodurcissable. Le matériau n'est plus fusible et est souvent utilisé lorsque la soudure est utilisée pour la connexion ou la terminaison. Sa résistance accrue aux produits chimiques, à l'abrasion et à la chaleur le rend adapté à l'isolation des câbles aérospatiaux et automobiles.

Polyéthylène (PE)

Le polyéthylène, ou PE, est un très bon isolant pour les fils car il offre une faible constante diélectrique, une constante diélectrique stable sur toutes les fréquences et une très haute résistance à l'isolation. En termes de flexibilité, le polyéthylène peut aller de rigide à très dur selon son poids moléculaire et sa densité. Les formulations à faible densité sont les plus flexibles, tandis que celles à haute densité et à poids moléculaire élevé sont très dures. La résistance à l'humidité est excellente. Cependant, les deux types sont inflammables. Les formulations brunes et noires ont une excellente résistance aux intempéries. La constante diélectrique est de 2,3 pour l'isolation solide et de 1,5 pour les conceptions cellulaires (moussées).

Rulon

Le Rulon est un polyéthylène ignifuge qui contient des additifs destinés à ralentir la vitesse de combustion. Ces additifs n'ont qu'un effet minime sur les propriétés physiques ou électriques de l'isolant. Il est connu pour son faible coefficient de frottement et son excellente résistance aux produits chimiques. Il est utilisé dans les joints d'étanchéité, les paliers lisses et les surfaces antiadhésives.

Propylène (solide et cellulaire)

Le propylène présente des propriétés électriques similaires à celles du polyéthylène. Ce matériau est principalement utilisé comme isolant pour les fils électriques. Il est généralement plus dur que le polyéthylène, ce qui le rend adapté aux isolants à parois minces. Les températures maximales UL peuvent être de 60 °C ou 105 °C. La constante diélectrique est de 2,59 pour les modèles solides et de 1,55 pour les modèles cellulaires (moussés). Il est utilisé dans les intérieurs automobiles, les conteneurs alimentaires et les dispositifs médicaux en raison de sa résistance à la fatigue, de son faible coût et de sa résistance chimique.

Kynar

Le Kynar présente une excellente résistance mécanique, une résistance supérieure à l'abrasion et à la coupure, ainsi qu'un écoulement à froid considérablement réduit, ce qui en fait un excellent isolant pour les fils de fond de panier. De plus, le Kynar est auto-extinguible, résistant au rayonnement et homologué à 135 °C. Il est utilisé dans les systèmes de tuyauterie chimique, les revêtements de fils pour les centrales nucléaires et comme revêtement protecteur dans les applications chimiques.

Tefzel (ETFE)

L'isolation des fils Tefzel est classée à 150 °C et présente de très bonnes propriétés électriques, une inertie chimique, une grande flexibilité et une résistance exceptionnelle aux chocs. Le Tefzel peut supporter des conditions physiques extrêmes et est auto-extinguible. Tefzel est une marque déposée de DuPont Corporation. Il est couramment utilisé dans des applications nécessitant une résistance élevée à la corrosion et une grande solidité sur une large plage de températures, telles que les films architecturaux et le câblage aérospatial.

Halar (ECTFE)

L'isolation en fil Halar a une densité de 1,68, la plus faible de tous les fluorocarbures. Sa constante diélectrique et son facteur de dissipation à 1 MHz sont respectivement de 2,6 et 0,013. Le Halar se carbonise mais ne fond pas et ne brûle pas lorsqu'il est exposé à une flamme directe et s'éteint immédiatement lorsque la flamme est retirée. Ses autres propriétés électriques, mécaniques, thermiques et chimiques sont presque identiques à celles du Tefzel. Sa température nominale est comprise entre -70 °C et 150 °C. Halar est une marque déposée de Solvay

Téflon (FEP)

L'isolation en Téflon est extrudable comme le PVC et le polyéthylène, ce qui permet d'obtenir des fils et des câbles de grande longueur. Le FEP présente d'excellentes caractéristiques électriques, une inertie chimique et une température de service de 200 °C. Téflon est une marque déposée de Chemours.

Téflon (TFE)

Le Téflon TFE peut être extrudé dans un processus de type piston hydraulique. Les longueurs sont limitées en raison de la quantité de matériau dans le piston, de l'épaisseur de l'isolation et de la taille de la préforme. L'isolation du fil TFE doit être extrudée sur un fil recouvert d'argent ou de nickel, avec des températures nominales de 260 °C et 200 °C, respectivement. Téflon est une marque déposée de Chemours. Le TFE et le PFA sont plus chers que les composés PVC (8 à 10 fois plus), mais offrent de meilleures caractéristiques électriques et des températures de fonctionnement plus élevées (200 à 260 °C). Ils sont également résistants à pratiquement tous les produits chimiques et ignifuges.

Teflon (PFA)

Le PFA est le dernier né des résines Teflon. Comme les autres, il possède des propriétés électriques exceptionnelles, une température de fonctionnement élevée (250 °C), une résistance à pratiquement tous les produits chimiques et une résistance au feu. PFA est une marque déposée de Chemours.

Caoutchouc thermoplastique (TPR)

Le caoutchouc thermoplastique, ou TPR, possède des propriétés similaires à celles des caoutchoucs vulcanisés (thermodurcissables). Son avantage réside dans le fait que, lorsqu'il est traité comme un thermoplastique, il est extrudé sur le conducteur. Comme de nombreux matériaux en caoutchouc conventionnels, le TPR est très résistant aux huiles, aux produits chimiques, à l'ozone et à d'autres facteurs environnementaux. De plus, il présente une faible absorption d'eau, d'excellentes propriétés électriques et une grande flexibilité, ainsi qu'une bonne résistance à l'abrasion.

Composés thermodurcissables

Les composés thermodurcissables sont souvent utilisés dans des applications impliquant des températures élevées, car ils ne fondent pas lorsqu'ils sont exposés à la chaleur. Ils conservent également mieux leur forme dans des environnements plus froids. Les types de thermodurcissables couramment utilisés sont les suivants.

Polyéthylène chlorosulfoné (CSPE)

Le CSPE est parfois utilisé comme isolant pour fils conducteurs de moteurs classés 105 °C, mais le plus souvent comme composé de revêtement. Le CSPE présente une excellente résistance à la déchirure et aux chocs, à l'abrasion, à l'ozone, à l'huile et aux produits chimiques, ainsi que de bonnes propriétés de résistance aux intempéries. Ce matériau présente également une faible absorption d'humidité, une excellente résistance à la flamme et à la chaleur, ainsi que de bonnes propriétés diélectriques. Il peut être utilisé dans les revêtements automobiles et marins, les tuyaux et les gaines de câbles.

Le silicone

Le silicone est un isolant souple dont la plage de température typique s'étend de -80 °C à 250 °C. Il présente d'excellentes propriétés électriques, une bonne résistance à l'ozone, une faible absorption d'humidité, une bonne résistance aux intempéries et aux rayonnements. Cependant, le silicone présente généralement une faible résistance mécanique et une mauvaise résistance à l'abrasion. Bien que le caoutchouc silicone brûle lentement, il forme des cendres non conductrices qui, dans certains cas, peuvent maintenir l'intégrité du circuit électrique. Il est souvent utilisé dans les équipements de cuisine professionnels, les équipements médicaux et d'autres applications à haute température. Il est souvent utilisé dans les applications marines, automobiles, électriques et minières.

Caoutchouc éthylène-propylène (EPR)

L'EPR est un caoutchouc isolant thermodurcissable à haute température, réticulé chimiquement. Il présente d'excellentes propriétés électriques associées à une stabilité thermique et une flexibilité exceptionnelles. L'EPR offre une bonne résistance à la compression, à la coupure, aux chocs, à la déchirure et à l'abrasion. Les acides, les alcalis et de nombreux solvants organiques n'ont aucun effet sur cet isolant thermodurcissable pour fils. Il est également très résistant à l'humidité. L'EPR peut supporter des températures allant jusqu'à 150 °C.

Polyéthylène réticulé (XLP)

Le polyéthylène réticulé (XLP) est un matériau isolant pour fils métalliques qui offre une meilleure résistance à la fissuration sous contrainte environnementale, à la coupure, à l'ozone, aux solvants et à la soudure que le polyéthylène à basse ou haute densité. Il est parfois désigné sous le nom de XLPE. Il peut être réticulé chimiquement ou par irradiation.

Caoutchouc semi-butyle (SBR)

Le SBR est souple et offre une bonne résistance à la chaleur et à l'humidité à un coût économique. Le fil doit tout de même être gainé pour assurer une protection mécanique et chimique. Le SBR convient pour des températures maximales de 75 °C.

Importance de choisir le bon type d'isolation

Le choix du type d'isolation approprié pour les applications électriques est essentiel en raison de son impact sur la sécurité, l'efficacité et la conformité. De nombreux facteurs entrent en jeu dans le choix des fils et câbles, notamment le type d'isolation des fils adapté à votre application spécifique. Explorez les liens ci-dessous pour en savoir plus. Recherchez dans notre catalogue de fils et câbles pour trouver la solution adaptée à votre prochain produit ou projet. Explorez les liens ci-dessous pour en savoir plus. Recherchez dans notre catalogue de produits de fils et câbles pour trouver la solution adaptée à votre prochain produit ou projet.