Gumá Éileamain i Nisúirí Ard-Voltáige: Carachtar, Roinntí, agus Feidhmeanna

Ón dara leath den 19ú haois, ba iad céramach agus glas i gcónaí na úinéirí teicneolaíochta inmhalaithe amháin a bhí oiriúnach do líonraí seoltóireachta forfhéideach. Thosaigh sna 1940idí, nuair a d'éirigh mórthaiscéalaí ar an scáthán, ní raibh céramach agus glas mar roghanna is fearr níos mó, ag spreagadh tíortha san Eoraip agus Meiriceá tosú ar taighde iúinéirí mórthaiscéalaí. In ainneoin sin, cuireadh i gcrích staidéar mór ar charachtar fisiceach, carachtar reilgeolaíoch, ionsaithiúlacht fada téarmach, agus cruthanna is fearr do iúinéirí reilgeolaíocha, agus lean an éifeachtacht ghéarshiolta ag feabhsú.

I measc na mórthaiscéalaí inmhaltacha a bhí in ann céramach agus glas a chur in ionad, léirigh rubair silicí príomhdhulchaíod ó na 1960idí agus d'fheastnaigh sé féin mar theideal as láidir idir na mórthaiscéalaí. Tá roinnt buntáistí ag iúinéirí rubair silicí thar iúinéirí céramacha: chéad, is éadach siad, is éasca iad a úsáid, agus is sábhálaí siad; dara, tá iúinéirí céramacha faoi phraghas a chloifteoireacht faoi lámh, áit a bhfuil iúinéirí rubair silicí in ann tóir eadrúcháin meicniúla cosúil le ciontuithe abhaile a ndeisiú go héifeachtach.

Cé go bhfuil na buntáistí roimhe seo ag mórthaiscéalaí eile freisin, cuireann rubair silicí aon spóiléis timpeallachta míneach ar a chuid. Tá iúinéirí mórthaiscéalaí diancútha uisce, ag cur leis an bpolláineacht agus an t-arcú tuilleadh a chur leis ag bun de dheora. Go dtí sin, atá an hidrofobacht ag rubair silicí ag filleadh níos tapúla ná iúinéirí mórthaiscéalaí eile, rud a dhéanann iad inmhalaithe maith don úsáid fada téarmach i mbuntáirí creachta. Léiríonn an alt seo na carachtar a bhaineann le rubair silicí a úsáid sa choscúint reilgeolaíoch forfhéideach agus cuireann sé ar a eolas treoide forleata nua-aimseartha.

1 Carachtar Rubair Silicí

1.1 Carachtar Ceimiceach Baint Sioloxain

1.1.1 Baint Chomhstaideach

Consúidtear bac rubair silicí as baint sioloxain (Si-O). Mar gheall ar an éagsúlacht suntasach idir Si (1.8) agus O (3.5), cruthaítear struchtúr poillithe, mar a shonraithe i Bhfigure 1 (forloingthe), ag léiriú carachtar baint íontach. Mar thoradh air sin, is níos airde é an t-energach baint Si-O ná C-C (fheach Tábla 1). Chomh maith: (1) mar gheall ar an gcarachtar íontach an phríomhchain, laghdóidh an poillteacht na grúpaí C-H methail sa chuid taobh isteach, ag déanamh iad níos éadrom a chur faoi iarracht ag molécáil eile, ag cur leis an gcomhstaidiú ceimiceach; (2) gan a bhfuil Si cinnte a dhéanamh dubhbaint nó tríbaint, is é an phríomhchain níos éadrom a chur faoi scuabadh, agus is comhstaideach i gcónaí baint Si-C, ag cur leis an gcomhstaidiú an phríomhchain rubair silicí.

1.1.2 Mórthaiscéal Dathúil

Tá an gcothrom uillinn sioloxain (Si-O-Si) mór (130°–160°), ag tabhairt air níos mó neamhspleáchas ná mórthaiscéalaí orgánacha (cothrom uillinn C-C ~110°). Is é an t-ardán Si-O (1.64 Å) níos faide ná C-C (1.5 Å). Sin é a rá go bhfuil an macromólécáil iomlán níos dathúla agus níos éadrom a chur faoi athrú.

1.1.3 Struchtúr Helicí

Mar gheall ar struchtúr helicí polisiloxain, tarraingtear na baint sioloxain isteach ar an phríomhchain le trácht íontach, agus consúidtear an taobh amach as grúpaí methail le níos lú trácht idirmholécach, ag cur leis an níos lú trácht idirmholécach.

1.2 Próitéin Rubair Silicí

Bunaithe ar na carachtar ceimiceacha a léiríodh i rann 1.1, tá na próitéin seo ag rubair silicí oiriúnach do choscúint reilgeolaíoch forfhéideach.

1.2.1 Córas Teasa agus Fuacht

Mar gheall ar a chumhacht baint ard agus a chomhstaidiú ceimiceach, tá rubair silicí níos comhstaideach ná mórthaiscéalaí orgánacha. Chomh maith, mar gheall ar an níos lú trácht idirmholécach, tá an teaspain glas níos ísle agus tá comhstaidiú fuacht éadrom ag é. Mar thoradh air sin, fanann a chuid dulchaíod staidéarach cothrom, béim ar áit geografach a úsáidtear é.

1.2.2 Córas Uisce

Consúidtear an taobh amach polisiloxain as grúpaí methail, ag cur leis an hidrofobacht agus, mar thoradh air sin, comhstaidiú uisce éadrom.

1.2.3 Dulchaíod Reilgeolaíoch

Tá níos lú atom carban i rubair silicí ná i mórthaiscéalaí orgánacha, ag cur leis an níos éadrom a chur faoi arcú agus trácht. Níos mó, fiú nuair a dóitear é, cruthóidh sé silicí insiliúil, ag cur leis an chomhstaidiú insiliúil éadrom.

1.2.4 Córas Aimsire

Mar a léirítear i Tábla 1, is níos airde é an t-energach baint sioloxain ná an energach solais UV, ag cur leis an níos éadrom a chur faoi seanós UV. I bhtrialacha comhstaidiú ozone córas, críonna mórthaiscéalaí orgánacha laistigh de soicindí go cúpla uair, áit a bhfuil rubair silicí ag léiriú laghdú níos éadrom a chur faoi cumhacht tar éis daorú cúig seachtain, gan aon chrionna a fheicthe, ag léiriú comhstaidiú ozone éadrom (fheach Tábla 2). Is é an sruth acid rain ná sruth íontach measctha le pH thart ar 5.6. Rinneadh trial artificial acid rain 500x measctha leis an réiteach sonraithe i Tábla 3. Léiríonn rubair silicí comhstaidiú ceimiceach éadrom mar a léirítear i Tábla 4. Cé go mbeidh roinnt athruithe ag titim as sruthanna measctha cosúil le acid rain, táthar ag súil go mbeidh tionchar éadrom orthu.

Tabhair faoi deara: ag teaspain réamh, le cocladh ozone 200 ppm agus strus éadarúcháin 50% a chur ar an rubar, níl aon chríonna ag léiriú ar an taobh amach fiú tar éis 28 lá daorú.

Aonad: g gach 2 L uisce deionised.

1.2.5 Deifhormáil Cothrom

Léiríonn rubair silicí níos fearr deifhormáil cothrom (lena n-áirítear deifhormáil cothrom agus suíomhú cothrom) ag teaspain réamh agus ard ná mórthaiscéalaí orgánacha.

2 Raghaidh Rubair Silicí

Is féidir rubair silicí a raghadh i dtéacs solid agus liquid bunaithe ar a staid roimh vulcanization, agus i dtéacs peroxide curing, addition curing, agus condensation curing bunaithe ar an modh vulcanization. An príomh-éagsúlacht idir rubair silicí solíd agus liquid atá i stair an pholisiloxain. Is féidir rubair silicí solíd a vulcanize trí peroxide curing nó addition curing, agus is minic a thugtar air goma adhmaid ard (HTV) nó goma te (HCR) (fheach Táblái 5 agus 6).

Cé go bhféidir le rubair silicí liquid a chur tríd addition reaction a vulcanize ag teaspain réamh, tugtar air rubair silicí liquid (LSR), goma adhmaid íseal (LTV), nó goma réamh-teaspain dhá chuid (RTV), bunaithe ar an modh próiseála agus teaspain vulcanization. Sa tionscal polimer insulator, úsáidtear castaíocht agus injection molding go minic.

Is féidir le rubair silicí aon-chuid condensation-type (moisture-cure) a úsáid i sealants tógála, agus i prodúidí reilgeolaíoch agus eilectronach. I úsáid reilgeolaíoch, brúitear cothúcháin RTV silicí rubair a aimsítear i gcomhtháthú le solvent go minic ar iúinéirí céramacha mar chomhsháthú.

2.1 Rubair Silicí le Trihydroxide Alúin (ATH)

Is féidir rubair silicí le comhstaidiú trácht agus arcú éadrom a fháil trí chur chuige mhór trihydroxide alúin (ATH). Léiríonn rubair silicí le 50 cuspóir mass ATH comhstaidiú trácht foghlama (4.5 kV) éadrom, le comhstaidiú arcú éadrom, comhstaidiú aimsire, comhstaidiú fuacht salach, agus comhstaidiú acid rain, ag déanamh é oiriúnach mar inmhalaithe insiliúil in aiteanna le fuacht salach forleathan. Cé go bhfuil an t-ardú ATH, bíonn an t-inmhalaithe seo le viscosité ard (plasticity lag) agus cumhacht meicniúil íseal.

2.2 Rubair Silicí gan Trihydroxide Alúin (ATH)

I réigiúin intíre na hEorpa agus réigiúin cosúil lena n-áirítear fuacht salach íseal agus leibhéal spóiléis íseal, is féidir rubair silicí gan ATH a úsáid. In achoimre, is féidir comhstaidiú hidrofobacht a feabhsú trí roghnú rubair silicí bun, trácht uachtarach silica, agus chur leis compounding agents a feabhsóidh comhstaidiú trácht, ag cur leis an hidrofobacht chun comhstaidiú trácht forfhéideach. I gcomparáid le rubair silicí le ATH, tá an t-inmhalaithe seo le viscosité íseal agus comhstaidiú meicniúil agus reilgeolaíoch éadrom.

2.3 Do Accessory Cabhlach Amuigh

Mar gheall ar accessory cabhlach amuigh a bheith faoi bhrú buntáirí creachta, caithfidh siad comhstaidiú trácht éadrom a léiriú. Is féidir materiaí le deifhormáil cothrom íseal a bhaint amach trí chur chuige mórthaiscéalaí le cruinneas crosslinking oiriúnach, oiriúnach do phróduití cold-shrink (ambient-temperature shrinkable).

2.4 Do Accessory Cabhlach Isteach

Ní mhairfidh accessory cabhlach isteach le fuacht salach, mar sin, níl comhstaidiú trácht de ghnáth ag teastáil. Ach nuair a úsáidtear i phróduití cold-shrink (ambient-temperature shrinkable), tá deifhormáil cothrom íseal fós riachtanas.

2.5 Úsáid Cothúcháin

Is féidir hidrofobacht fadtéarmach a choinneáil trí chur chuige cothúchán rubair silicí ar aiteanna le spóiléis forleathan. Is féidir cothúcháin a chur le iúinéirí cheana ar a dtugtar bunaithe ar leibhéal spóiléis, ag cur leis an seirbhís leanúnach agus ag éargú costais. Léiríonn tuairiscí nua go dtabharfaidh cothúchán rubair silicí cothrom hidrofobacht níos fearr. Anois, tá dhá príomh-chineál ann: iúinéirí cothúcháin agus iúinéirí goma.

3 Críoch

Tá an alt seo a chur ar fáil ar mhaighnéad rubair silicí do polimer insulators. Tá taighde agus trialacha ar siúl ag institiúidí agus déantóirí éagsúla. Má léirítear ionsaithiúlacht ard trí trialacha ionsaithiúlacht agus dulchaíod eile, is féidir a cheapadh go mbeidh méadú níos forleathan ar úsáid iúinéirí rubair silicí.