Truyền tải điện đóng vai trò quan trọng trong việc mở rộng và nâng cao hiệu suất của mạng lưới điện hiện nay. Sự phát triển của ngành truyền tải điện không thể tách rời với công nghệ chế tạo vật liệu cách điện tiên tiến dùng để sản xuất lớp vỏ cho cáp điện lực. Các nghiên cứu về vật liệu cách điện tập trung vào việc tối ưu hóa các tính chất như điện trở suất, độ bền cơ học, độ bền thời tiết, độ bền nhiệt…để đảm bảo cáp điện hoạt động ổn định và an toàn trong điều kiên khí hậu nhiệt đới. Vật liệu polyme từ lâu đã được sử dụng rộng rãi làm vật liệu cách điện và điện môi nhờ những đặc tính ưu việt của chúng như độ bền nhiệt, độ bền cơ học và tính dẻo.

Trong số các polyme thương mại được sử dụng làm vật liệu cách điện, polyvinyl clorua (PVC) là loại nhựa được ứng dụng sản xuất vỏ bọc cáp điện lực, cáp viễn thông  với số lượng lớn nhờ sở hữu các ưu điểm nổi trội như: dễ dàng gia công, chi phí chế tạo thấp, tính chất cơ học cao, có độ cứng cao hơn các vật liệu nhiệt dẻo thông thường khác…  Tuy nhiên, việc sử dụng nhựa PVC làm vỏ cáp thường phải đưa vào lượng lớn chất hóa dẻo, chất trợ gia công trong thành phần, những phụ gia này làm giảm đáng kể khả năng cách điện và các tính chất khác của sản phẩm cáp.

Để đáp ứng với những yêu cầu cao về chất lượng sản xuất cáp điện lực, cáp viễn thông… các chỉ tiêu kỹ thuật của nhựa PVC thông thường cần được cải tiến bằng cách bổ sung các phụ gia chức năng. Vật liệu nanocompozit trên nền polyme nhiệt dẻo PVC gia cường bởi các hạt kích thước nanomet  γ-Al2O3 có khả năng nâng cao hiệu suất làm việc của sản phẩm, cải thiện khả năng cách điện và các tính chất khác cho vật liệu bọc cáp. Công nghệ biến tính và phối trộn các hạt nano γ-Al2O3 trên nền PVC bằng phương pháp nóng chảy dẫn tới việc tạo thành ma trận bẫy các hạt dẫn điện trong khối nanocompozit, cản trở chuyển động của các hạt này, nhờ đó nâng cao khả năng cách điện cho sản phẩm cáp điện. Bên cạnh đó, các hạt nano oxit kim loại còn tăng cường khả năng chống cháy, ổn định nhiệt, độ bền thời tiết, giảm tỷ trọng, giảm độ dày của vỏ cáp, cải thiện các tính chất cơ học và không làm tăng nhiều giá thành của sản phẩm…

Nhờ những ưu điểm này, vật liệu polyme nanocompozit PVC/ γ-Al2O3 là vật liệu bọc cáp điện tiến tiến, có khả năng ứng dụng vào sản xuất công nghiệp. Việc tiếp tục nghiên cứu phát triển  công nghệ chế tạo vật liệu này sẽ mở ra nhiều cơ hội mới cho doanh nghiệp sản xuất, đồng thời đóng góp vào sự phát triển bền vững của nền kinh tế.

Để tài “Nghiên cứu công nghệ chế tạo vật liệu polyme compozit sử dụng hạt oxit nhôm ứng dụng sản xuất vỏ cáp điện lực cao cấp” được thực hiện bởi nhóm nghiên cứu thuộc Viện Kỹ thuật nhiệt đới, Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam (VAST) do PGS.TS. Nguyễn Vũ Giang chủ nhiệm, với đối tượng nghiên cứu là chế tạo vật liệu polyme nanocompozit trên cở sở nhựa nền PVC và phụ gia oxit nhôm (Al2O3) kích thước nanomet (n-Al2O3) và micromet (m-Al2O3) đã thu được những kết quả chính như sau: