১৯ শতকের দ্বিতীয়ার্ধ থেকে উচ্চ-ভোল্টেজ পাওয়ার ট্রান্সমিশন লাইনের জন্য মাত্র সিরামিক এবং গ্লাস ছিল যথাযথ আইসোলেটিং মেটেরিয়াল। ১৯৪০-এর দশকে পলিমার মেটেরিয়াল উদ্ভাবিত হওয়ার সাথে সাথে সিরামিক এবং গ্লাস আর পছন্দের বাছাই হয়নি, যা ইউরোপ এবং আমেরিকার দেশগুলিকে পলিমার ইনসুলেটরের গবেষণা শুরু করার অনুপ্রেরণা দিয়েছিল। পরবর্তীতে, ইলেকট্রিক্যাল ইনসুলেটরের পদার্থিক বৈশিষ্ট্য, ইলেকট্রিক্যাল বৈশিষ্ট্য, দীর্ঘমেয়াদী নির্ভরযোগ্যতা এবং সর্বোত্তম আকৃতি সম্পর্কে ব্যাপক গবেষণা করা হয়েছিল এবং উৎপাদন দক্ষতা ধারাবাহিকভাবে উন্নত হয়েছিল।
সিরামিক এবং গ্লাসের পরিবর্তে উচ্চ-মোলেকুলার ওজনের মেটেরিয়ালগুলির মধ্যে সিলিকোন রাবার ১৯৬০-এর দশক থেকে ব্যবহারিক প্রয়োগের পরিবেশে প্রমাণিত হয়েছে এবং বিভিন্ন পলিমারের মধ্যে উত্তীর্ণ হয়েছে। সিলিকোন রাবার ইনসুলেটর সিরামিক ইনসুলেটরের তুলনায় কিছু সুবিধা প্রদান করে: প্রথমত, এগুলি হালকা, সহজে সম্পর্কযোগ্য এবং নিরাপদ; দ্বিতীয়ত, সিরামিক ইনসুলেটর আঘাতে ফাটলের ঝুঁকিতে আছে, যেখানে সিলিকোন রাবার ইনসুলেটর গাড়ি বা অন্য যানবাহনের সাথে ইউটিলিটি পোলের সংঘর্ষের মতো যান্ত্রিক আঘাত প্রতিরোধ করতে সক্ষম।
অন্যান্য পলিমার মেটেরিয়ালগুলিও উল্লেখিত সুবিধাগুলি প্রদান করলেও, কেবল সিলিকোন রাবার সর্বনিম্ন পরিবেশগত দূষণ করে। পলিমার ইনসুলেটর জল প্রতিরোধী, যা জল বিন্দু দ্বারা লীকেজ কারেন্ট এবং পৃষ্ঠতল অ্যার্কিং প্রতিরোধ করে। আরও, সিলিকোন রাবার ইনসুলেটরের জলবিতারকতা অন্যান্য পলিমার ইনসুলেটরের তুলনায় দ্রুত পুনরুদ্ধার হয়, যা কঠিন পরিবেশে দীর্ঘমেয়াদী ব্যবহারের জন্য একটি স্থায়ী মেটেরিয়াল হিসাবে উপযুক্ত করে তোলে। এই নিবন্ধে উচ্চ-ভোল্টেজ ইলেকট্রিক্যাল ইনসুলেশনে ব্যবহৃত সিলিকোন রাবারের বৈশিষ্ট্য ব্যাখ্যা করা হয়েছে এবং সাম্প্রতিক উন্নয়নের প্রবণতা পরিচিত করানো হয়েছে।
১ সিলিকোন রাবারের বৈশিষ্ট্য
১.১ সিলিক্সেন বন্ধনের রাসায়নিক বৈশিষ্ট্য
১.১.১ রাসায়নিকভাবে স্থিতিশীল বন্ধন
সিলিকোন রাবারের ব্যাকবোন সিলিক্সেন (Si-O) বন্ধন দ্বারা গঠিত। Si (1.8) এবং O (3.5) এর মধ্যে বৈদ্যুতিনতা এর পার্থক্যের কারণে একটি পোলারাইজড স্ট্রাকচার গঠিত হয়, যা চিত্র ১ (省略) 中所示,表现出离子键特性。因此,Si-O的键能高于C-C(见表1)。此外:(1) 由于主链的离子性质,侧链中的甲基C-H基团的极性降低,使其不易受到其他分子的攻击,从而具有优异的化学稳定性;(2) 由于Si不易形成双键或三键,主链不易分解,Si-C键因此非常稳定,进一步增强了硅橡胶主链的稳定性。
请注意,以上内容为中文翻译,但根据要求,应将其翻译成孟加拉语。以下是完整的孟加拉语翻译:
সিলিকোন রাবারের ব্যাকবোন সিলিক্সেন (Si-O) বন্ধন দ্বারা গঠিত। Si (1.8) এবং O (3.5) এর মধ্যে বৈদ্যুতিনতা এর পার্থক্যের কারণে একটি পোলারাইজড স্ট্রাকচার গঠিত হয়, যা চিত্র ১ (বাদ দেওয়া) দেখায়, যা আয়নিক বন্ধনের বৈশিষ্ট্য প্রদর্শন করে। ফলে, Si-O এর বন্ধন শক্তি C-C (তালিকা ১ দেখুন) এর চেয়ে বেশি। আরও: (1) মুখ্য শ্রেণীর আয়নিক প্রকৃতির কারণে, পার্শ্ব শ্রেণীর মিথাইল C-H গ্রুপের পোলারিটি কমে যায়, যা অন্যান্য অণুদের দ্বারা আক্রমণের সম্ভাবনা কমিয়ে দেয়, ফলে উত্তম রাসায়নিক স্থিতিশীলতা প্রদান করে; (2) যেহেতু Si সহজে দ্বিগুণ বা তিনগুণ বন্ধন গঠন করে না, তাই মুখ্য শ্রেণী ভাঙ্গনের ঝুঁকি কম, এবং Si-C বন্ধন খুব স্থিতিশীল, যা সিলিকোন রাবারের মুখ্য শ্রেণীর স্থিতিশীলতাকে আরও বাড়িয়ে তোলে। ১.১.২ উচ্চ সুপ্তিশীল পলিমার সিলিক্সেন (Si-O-Si) বন্ধনের কোণ বড় (130°-160°), যা জৈব পলিমার (C-C বন্ধনের কোণ ~110°) এর তুলনায় বেশি স্বাধীনতা প্রদান করে। আরও, Si-O বন্ধনের দৈর্ঘ্য (1.64 Å) C-C (1.5 Å) এর চেয়ে বেশি। এর মানে হল মোট পলিমার অণু আরও চলাচল সহজ এবং বিকৃতি করা সহজ। ১.১.৩ হেলিক্যাল স্ট্রাকচার পলিসিলিক্সেনের হেলিক্যাল স্ট্রাকচারের কারণে, মুখ্য শ্রেণীর সিলিক্সেন বন্ধনগুলি আয়নিক আকর্ষণের কারণে ভিতরে টানা হয়, যেখানে বাইরের পাশে দুর্বল অণুমধ্যে ক্রিয়ার সাথে মিথাইল গ্রুপ থাকে, যা দুর্বল অণুমধ্যে শক্তি তৈরি করে। ১.২ সিলিকোন রাবারের বৈশিষ্ট্য ১.১ অনুচ্ছেদে বর্ণিত রাসায়নিক বৈশিষ্ট্যগুলির উপর ভিত্তি করে, সিলিকোন রাবার উচ্চ-ভোল্টেজ ইলেকট্রিক্যাল ইনসুলেশনের জন্য নিম্নলিখিত বৈশিষ্ট্যগুলি প্রদান করে। ১.২.১ তাপ এবং শীত প্রতিরোধ উচ্চ বন্ধন শক্তি এবং উত্তম রাসায়নিক স্থিতিশীলতার কারণে, সিলিকোন রাবার জৈব পলিমারের তুলনায় বেশি তাপ প্রতিরোধ ক্ষমতা প্রদর্শন করে। আরও, দুর্বল অণুমধ্যে শক্তির কারণে, এর গ্লাস ট্রান্সিশন তাপমাত্রা কম এবং উত্তম শীত প্রতিরোধ ক্ষমতা রয়েছে। ফলে, এর পারফরম্যান্স ব্যবহারের ভৌগোলিক অঞ্চলের উপর নির্ভর করে না। ১.২.২ জল প্রতিরোধ পলিসিলিক্সেনের পৃষ্ঠতল মিথাইল গ্রুপ দ্বারা গঠিত, যা জলবিতারক বৈশিষ্ট্য প্রদর্শন করে এবং ফলে উত্তম জল প্রতিরোধ ক্ষমতা রয়েছে। ১.২.৩ ইলেকট্রিক্যাল বৈশিষ্ট্য সিলিকোন রাবার জৈব পলিমারের তুলনায় কম কার্বন পরমাণু ধারণ করে, যা উত্তম আর্ক প্রতিরোধ এবং ট্র্যাকিং প্রতিরোধ প্রদান করে। আরও, এমনকি পোড়ানোর সময়ও এটি ইনসুলেটিং সিলিকা গঠন করে, যা আরও উত্তম ইলেকট্রিক্যাল ইনসুলেশন পারফরম্যান্স নিশ্চিত করে। ১.২.৪ আবহাওয়া প্রতিরোধ তালিকা ১ দেখুন, সিলিক্সেনের বন্ধন শক্তি অতিরঞ্জিত আলো (UV) এর শক্তির চেয়ে বেশি, যা এটিকে UV প্রভাবিত বয়স্কতার প্রতি প্রতিরোধ করে। ত্বরিত ওজোন প্রতিরোধ পরীক্ষায়, জৈব পলিমার সেকেন্ড থেকে ঘণ্টার মধ্যে ফাটল পড়ে, যেখানে সিলিকোন রাবার চার সপ্তাহের বয়স্কতার পর শক্তির কিছুটা হ্রাস হলেও কোন ফাটল দেখা যায় না, যা উত্তম ওজোন প্রতিরোধ ক্ষমতা প্রদর্শন করে (তালিকা ২ দেখুন)। অম্ল বৃষ্টি একটি মিশ্র আয়নিক দ্রবণ যার pH প্রায় ৫.৬। তালিকা ৩ তে তালিকাভুক্ত দ্রবণ দিয়ে ৫০০ গুণ ঘনীভূত কৃত্রিম অম্ল বৃষ্টি পরীক্ষা করা হয়েছে। তালিকা ৪ দেখুন, সিলিকোন রাবার উত্তম রাসায়নিক প্রতিরোধ ক্ষমতা প্রদর্শন করে। যদিও অম্ল বৃষ্টি মতো মিশ্র দ্রবণের প্রতি প্রক্রিয়া কিছু পরিবর্তন করতে পারে, তবে প্রভাব অপেক্ষাকৃত কম হবে বলে আশা করা যায়। নোট: ঘরের তাপমাত্রায়, ২০০ ppm ওজোন ঘনত্ব এবং রাবারের ৫০% টেনশন প্রয়োগ করলে, ২৮ দিনের বয়স্কতার পরও পৃষ্ঠতলে কোন ফাটল দেখা যায় না। একক: ২ লিটার ডিআইওনাইজড জলের জন্য গ্রাম। ১.২.৫ স্থায়ী বিকৃতি সিলিকোন রাবার ঘরের তাপমাত্রা এবং উচ্চ তাপমাত্রায় স্থায়ী বিস্তার এবং সংকোচন সেট সহ জৈব পলিমারের তুলনায় উত্তম স্থায়ী বিকৃতি বৈশিষ্ট্য প্রদর্শন করে। ২ সিলিকোন রাবারের শ্রেণীবিভাগ সিলিকোন রাবার বাল্টানাইজেশনের আগে তার অবস্থানুযায়ী ঘন এবং তরল ধরনে বিভক্ত হতে পারে, এবং বাল্টানাইজেশন প্রক্রিয়ার উপর ভিত্তি করে পারক্সাইড কিউরিং, অ্যাডিশন কিউরিং এবং কনডেনশন কিউরিং ধরনে বিভক্ত হতে পারে। ঘন এবং তরল সিলিকোন রাবারের মধ্যে প্রধান পার্থক্য হল পলিসিলিক্সেনের মোলেকুলার ওজন। ঘন সিলিকোন রাবার পারক্সাইড কিউরিং বা অ্যাডিশন কিউরিং দ্বারা বাল্টানাইজ করা যায়, এবং এটি সাধারণত উচ্চ-তাপমাত্রার বাল্টানাইজিং রাবার (HTV) বা হিট-কিউর্ড রাবার (HCR) হিসাবে পরিচিত (তালিকা ৫ এবং ৬ দেখুন)। যদিও অ্যাডিশন প্রতিক্রিয়া দ্বারা বাল্টানাইজ করা তরল সিলিকোন রাবার ঘরের তাপমাত্রায় বাল্টানাইজ করা যায়, তবে এটি প্রক্রিয়া এবং বাল্টানাইজেশন তাপমাত্রার উপর ভিত্তি করে তরল সিলিকোন রাবার (LSR), নিম্ন-তাপমাত্রার বাল্টানাইজিং রাবার (LTV) বা দুই-অংশের ঘরের তাপমাত্রার বাল্টানাইজিং রাবার (RTV) হিসাবে পরিচিত। পলিমার ইনসুলেটরের উৎপাদনে ইনজেকশন মোল্ডিং এবং কাস্টিং সাধারণ প্রক্রিয়া হিসাবে ব্যবহৃত হয়।