В области электротехники одним из важнейших компонентов электрических проводов и кабелей являются изоляционные и защитные материалы.В течение многих лет основным изоляционным материалом для силовых кабелей была пропитанная маслом бумага из-за ее превосходных электрических свойств.Он также обладает способностью выдерживать высокую степень термической перегрузки без чрезмерного разрушения.Однако из-за своей гигроскопичности металлическая оболочка подвергается коррозии под действием влаги.Поэтому давно ощущалась потребность в изоляционном материале силового кабеля, который сочетал бы в себе негигроскопичность термопластичных материалов.
Непрерывные исследования такого материала мечты в конечном итоге привели к открытию сшитого полиэтилена.Сшивание полимеров относится к модификации свойств полимеров путем создания химических связей между отдельными макромолекулами.Путем сшивания полимеров, таких как полиэтилен, между полимерными цепями образуется трехмерная сеть связей, что увеличивает молекулярную массу.Это аналогично механизму «вулканизации резины».
Обычный процесс «вулканизации» включает в себя нагревание и добавление серы или других химикатов для образования поперечных связей между характерными длинными цепочками молекул эластомера.Этот процесс начался давно и используется до сих пор.Свойства полимера зависят от количества используемой серы.Чем больше используемой серы, тем тверже продукт, который выдерживает более высокие температуры, давления и механические воздействия на его целостность.Однако вулканизация серой имеет серьезные недостатки в отношении здоровья человека и окружающей среды, а также имеет некоторые экономические недостатки.Более того, для начала химической реакции требуется высокая температура, при этом выделяются пахучие и токсичные газы, а также образуются многочисленные нежелательные химические остатки, которые необходимо удалять из конечного продукта.
«Радиационная сшивка» — это хорошо зарекомендовавший себя метод, позволяющий обойти все эти негативные последствия процесса вулканизации.Это метод комнатной температуры, имеющий важное экономическое преимущество.Им легко управлять, а желаемые свойства полимера достигаются простым изменением дозы (времени облучения).Трансформированные материалы ничем не уступают материалам, полученным серной вулканизацией.
Основной целью сшивки является повышение термического сопротивления.Как правило, максимально допустимая температура при коротком замыкании составляет 140 °C, для кабеля из несшитого полиэтилена ее можно повысить до 250 °C с помощью процесса радиационной сшивки.Второй наиболее распространенной целью является эффект памяти, например, проявляемый термоусадочной трубкой.Это необычное и ценное свойство облученного полиэтилена, и оно сохраняется внутри полимера на неопределенный срок, независимо от времени и любого последующего количества деформаций.Таким образом, если полиэтилен облучается в частично кристаллической форме (т.е. ниже температуры плавления), а затем нагревается для удаления кристаллов, он может быть значительно деформирован (например, путем растяжения), а затем снова охлажден до кристаллов, чтобы принять новую форму.Если материал снова нагреть выше точки плавления, эти кристаллы исчезнут, и резиноподобный полиэтилен будет стремиться вернуться к своей форме, если он выдержится во время облучения, возможно, несколько месяцев или лет назад.Термоусадочная трубка изготавливается путем экструзии полимера специального состава в трубку и последующего сшивания этой трубки.После сшивки трубку нагревают, расширяют и охлаждают в расширенном виде.Эта расширенная трубка после повторного нагрева сжимается до своей первоначальной формы, что связано с эффектом памяти сшивки.Поскольку молекулы полимера химически связаны друг с другом и больше не могут двигаться беспорядочно, улучшаются различные свойства, такие как термостойкость, стойкость к истиранию, стабильность размеров, адгезионные свойства и т. д.Таким образом, сшивание может придать полимеру желаемые свойства, т.е. прочность, гибкость, ударопрочность, химическую стойкость и т. д. Облученный полиэтилен очень широко используется для изготовления термоусадочных пленок для упаковки, герметизации и электрических соединений, которые можно легко термоусадить на другие компоненты. .Для обеспечения гибкости установка сшитого провода/кабеля проще и не имеет ограничений по высоте.Кроме того, для обслуживания не требуется металлическая оболочка.Кроме того, по свойствам растяжения они занимают промежуточное положение между термопластом и анеластомером.
Время публикации: 18 февраля 2017 г.