Silíkónrúbur í hágildis spennuvarnir: Eiginleikar klasakerfin og notkun

Síðan í öðru hætti 19. aldar voru einungis keramik og gler eins og dýrðar eiginleika við hágildis raforkuleiðir. Þegar polýmer efni birtust á byrjun 1940s tókust lönd í Evrópu og Bandaríkjunum til að rannsaka polýmer dýrðar. Eftir það voru framkvæmd stór rannsóknir á fysískum eiginleikum, rafmagnseiginleikum, langtímabirtingu og bestu formi raforkudýrða, og framleiðsluþróun héldi áfram.

Af hámeðaleitum efnum sem getuðu skipt út keramiku og gleri hefur sílíkkautsuður sýnt praktísk notkunarfærslu síðan 1960s og brotnað út í mörgum polýmerum. Sílíkkautsuðurdýrðar hafa margar kostgjafi yfir keramikdýrðar: fyrst, þeir eru ljífærir, auðveldir að vinna með og öruggari; annars, keramikdýrðar eru óþarfarar við sláttu, en sílíkkautsuðurdýrðar geta efektífi orðað motorkærfarar eins og bílaárás við lyktastökur.

Þrátt fyrir að önnur polýmer efni hafi samkeipandi kostgjafi, valdi sílíkkautsuður minnstum umhverfisbyrjun. Polýmerdýrðar eru vatnsvorir, sem forðast straumaflæði og yfirborðsfjarka vegna vatndroppa. Auk þess, vatnsvörund sílíkkautsuðurdýrða endurheimtist hraðari en aðrar polýmerdýrðar, sem gerir þær dýrðar sem eru hentugar fyrir langtíma notkun í erfittum umhverfum. Þetta grein lýsir eiginleikum sílíkkautsuðurs sem notaður er í hágildis raforkudýrðar og kynnir nýlega þróunartendur.

1 Eiginleikar sílíkkautsuðurs

1.1 Kemilegar eiginleikar siloksánbindunar

1.1.1 Kemilega örugg bindun

Meginþeljan af sílíkkautsuðri samanstendur af siloksán (Si-O) bindum. Vegna mikils munar á elektrónleik Si (1.8) og O (3.5), myndast polariserað skipulag, sem sýnt er í Mynd 1 (útgefn), sem sýnir íonbindueiginleika. Þar af leiðandi er binduorka Si-O hærri en C-C (sjá Tafla 1). Auk þess: (1) vegna íonlegra meginþeljar, lækkar polaritet metyl C-H grúpunar í sveiggrúpunum, sem gerir þær lausnara á móti aðrum molekülum, sem leidir til frábærar kemilegrar birtingu; (2) vegna þess að Si er ekki hraða til að mynda tvíveldi eða þríveldi, er meginþeljan længra til að brotna, og Si-C bindur eru því mjög stöðugir, sem aukar stöðugleika sílíkkautsuðarmeginþeljarinnar.

1.1.2 Hægt fleksibilt polýmer

Binduvinkel siloksán (Si-O-Si) er stór (130°–160°), sem gefur honum hærri frjálshetju en organískum polýmerum (C-C binduvinkel ~110°). Auk þess er Si-O bindalengd (1.64 Å) lengri en C-C (1.5 Å). Þetta merkir að heil polýmermolekúl er frekara og auðveldara að brota.

1.1.3 Skrúfastefna

Vegna skrúfastefnu polysiloksans eru siloksánbindurnar á meginþeljunni dragnar inn af íonattraksins, en útan eru metylgrúpur með veikum millimolekúlum virkjunar, sem gerir veikar millimolekúlum virkjunar.

1.2 Eiginleikar sílíkkautsuðurs

Samkvæmt kemilegum eiginleikum sem lýst er í Kafla 1.1, hefur sílíkkautsuður eftirtöldu eiginleika sem passa við hágildis raforkudýrðar.

1.2.1 Hitavör og köldvör

Vegna hærrar binduorku og frábærar kemilegrar birtingu, hefur sílíkkautsuður betri hitavör en organísk polýmer. Auk þess, vegna veikrar millimolekúlum virkjunar, hefur hann lágt glasgervinguðgildi og frábær köldvör. Þar af leiðandi er hans afköst stöðugt hvort sem er landafræðilegu svæðinu sem hann er notuður í.

1.2.2 Vatnsvör

Yfirborð polysiloksans er samsett af metylgrúpum, sem gefur honum vatnsvör og þar af leiðandi frábærar vatnsvör.

1.2.3 Rafmagnseiginleikar

Sílíkkautsuður inniheldur færri kolatomi en organísk polýmer, sem gerir honum frábærar fjarkavör og sporavör. Auk þess, jafnvel þegar hann brennur, myndast insuleykingar sílíka, sem aukar frábærar rafmagnsinsuleykingar.

1.2.4 Veðurvör

Sjá Tafla 1, binduorka siloksáns er hærri en orku UV ljóss, sem gerir hann óviðbæran vegna UV aldurs. Í flýttra oksónvirðarprófunum brotna organísk polýmer innan sekúnda til klukkustunda, en sílíkkautsuður sýnir bara lítla styttingu á styrk eftir fyrir 4 vikur, án brotunar, sem sýnir frábærar oksónvirðar (sjá Tafla 2). Syrurligt regn er blandað íonauflýsing með pH um 5.6. Prófan var framkvæmd með 500 sinnum sterkri mannvirkju syrurligt regn með upplýsingum í Tafla 3. Sílíkkautsuður sýnir frábær kemilegu víðar sem sýnt er í Tafla 4. Þrátt fyrir að blandaðar auflýsingar eins og syrurligt regn gætu valdið nokkrum breytingum, er áætlað að áhrifin séu lítill.

Athugasemd: Við rummihitastigi, með oksónsamengslu 200 ppm og 50% spennu á kautsuðri, sýnir yfirborðin engar brotningar eftir 28 daga aldurs.

Eining: g fyrir 2 L deionizeraðs vatns.

1.2.5 Varanlegt brotun

Sílíkkautsuður sýnir betri varanlegt brotun (í hópi varanlegt dreifing og þrýstursetning) bæði við rummihitastigi og hærra hitastigi heldur en organísk polýmer.

2 Flokkun sílíkkautsuðurs

Sílíkkautsuður má flokka í fastan og vækan típa eftir tilstand fyrir vulkanism, og í peroxíðheilun, bætivirkun og sameiningarheilun típa eftir vulkanism aðferð. Mikil munurinn á fastum og vækanum sílíkkautsuðri liggur í meðalgildi polysiloksans. Fastur sílíkkautsuður má vulkanista með peroxíðheilun eða bætivirkun, og er oft nefndur hærtemperatur vulkanist kautsuður (HTV) eða hitaherðuð kautsuður (HCR) (sjá Tafla 5 og 6).

Þrátt fyrir að vækan sílíkkautsuður heiluður með bætivirkun geti vulkanistað við rummihitastigi, er hann nefndur vækan sílíkkautsuður (LSR), lágttemperatur vulkanist kautsuður (LTV) eða tvíhlutur rummihitastigi vulkanist kautsuður (RTV), eftir verklunaraðferð og vulkanismhitastigi. Í framleiðslu polýmerdýrða eru oft notuður sprötun og gøtun.

Einhlutur sameiningarheilun (vatnsvör) sílíkkautsuður getur verið notuður í byggingarlestri, sem og í rafmagns- og tækniþingsvörum. Í rafmagnsnotkun er oft spreytur sílíkkautsuður á keramikdýrðar sem verndarmaterial.

2.1 Sílíkkautsuður með alúmíníumþrihydroxíd (ATH)

Sílíkkautsuður með góðum sporavör og fjarkavör fæst með aukinu ATH. Sílíkkautsuður með 50 hluta af massi ATH sýnir samþykkt sporavör við hágildis (4.5 kV) spora, auk frábærar fjarkavör, veðurvör, saltfogavör og syrurligt regn avör, sem gerir hann hentug fyrir dýrðar í svæðum með erfitt saltfoga. En vegna hærs ATH hlutar, hefur þetta efni hæra viskósum (veik plastleiki) og lágan mekanísk styrk.

2.2 Sílíkkautsuður án alúmíníumþrihydroxíðs (ATH)

Í innlandsvæðum Evrópus og svipaðum með lítilli saltfoga og lága smog, getur sílíkkautsuður án ATH fullsins verið notuður. Í slíkum tilvikum, rétt val á grundvallar sílíkkautsuðri, yfirborðsbehandling af reyk silica, og bætivirkun sem auka sporavör, getur aukið vatnsvör til að uppfylla hágildis sporavör kröfur. Samanburði við ATH-fyllt sílíkkautsuð, hefur þessi tegund lægra viskósum og betri mekanískar og rafmagnseiginleikar.

2.3 Fyrir utanaðkomandi snörunar viðbætur

Vegna þess að utanaðkomandi snörunar viðbætur eru settar í erfitt umhverfi, þurfa þær að hafa góða sporavör. Efni með lága varanlegt dreifing fæst með notkun polýmera með aðlagaða krosslinkaþéttleika, sem er hentugt fyrir rummihitastigi skrumpun (kaldskrumpun) vörur.

2.4 Fyrir innaðkomandi snörunar viðbætur

Innaðkomandi snörunar viðbætur eru líklega ekki árekst af saltfoga, svo sporavör er oft ekki nauðsynlegt. En þegar notuð í rummihitastigi skrumpun (kaldskrumpun) vörum, er ennþá nauðsynlegt að hafa lága varanlegt brotun eiginleikar.

2.5 Spreytunarefni

Spreytun sílíkkautsuður á hæfilega smoguð svæði getur haldið frábærar vatnsvör á langtímabasis. Spreytun getur verið framkvæmd á nú þegar settar dýrðar, eftir smoguðu stigi, sem leyfir að halda áfram að nota og spara peninga. Nýlegar skýrslur sýna að spreytun sílíkkautsuður dýrðar geti aukið vatnsvör. Í dag eru tvö aðal tegundir: spreytudýrðar og kautsuðurdýrðar.

3 Ályktun

Þessi ritgerð hefur kynnt sílíkkautsuðurefni fyrir polýmerdýrðar. Ongoing rannsóknir og prófanir eru framkvæmd af ýmsum stofnunum og framleiðendum. Ef hærra öruggleiki getur verið sýndur í birtinguprófum og öðrum afköstaprófum, er búið að biðja um að notkun sílíkkautsuðurdýrða mun breytast frekar.