Yukki shirin kaukauchilikda: Xususiyatlar toifalar va qo'llanmalar

19-асрning ikkinchi yarmiga qadar, g'ishga tortiladigan kuchli elektr zanjirlar uchun mos keluvchi izolyatsiya materiallari faqat seramika va stekildi. 1940-yillardan boshlab, polimer materiallar paydo bo'lganda, seramika va stek ko'zgirish uchun tanlovlarning yoqtirilishi davlatlar o'rtasida polimer izolyatorlar haqida tadqiqotlarni boshlashni talab etdi. Keyin, elektr izolyatorlarining fizik xususiyatlari, elektr xarakteristiklari, uzun muddatli ishonchli ishlashi va eng yaxshi shakllari haqida keng masalalar olib borildi, ishlab chiqarish samaradorligi esa davom etib yukselishi kerak edi.

Seramika va stekni almashtirish mumkin bo'lgan katta molekulya material orasida, silikon gummi 1960-yillardan boshlab amaliy qo'llanilmada ko'rsatkichlikka erishgan va turli polimerlar orasida chuqur joy egallagan. Silikon gummi izolyatorlari seramika izolyatorlardan bir necha afzalliklarga ega: birinchi, ular nafis, ishlov berishga oson va xavfsizroq; ikkinchi, seramika izolyatorlari urushda parchalanishga so'ngon, lekin silikon gummi izolyatorlari avtomobillar tomonidan stolblar bilan sodir bo'lgan urushlar kabi mexanik darhalardan samarali himoya qiladi.

Boshqa polimer materiallarda ham shu masaladagi afzalliklar mavjud, lekin faqat silikon gummi minimal mihoji zorovorga sabab bo'ladi. Polimer izolyatorlar suvga qarshilikka ega, bu esa suv kapchalari tomonidan hosil bo'lgan tashqi arkalash va yuzey arkadan qochishni oldini oladi. Shuningdek, silikon gummi izolyatorlarning gidrofobiyati boshqa polimer izolyatorlardan tezroq tiklanadi, bu esa ularni ilgiron ishlatish uchun murakkab mihoj sharoitlari uchun davolovchi material qiladi. Bu maqola g'ishga tortiladigan elektr izolyatsiyasi uchun ishlatilayotgan silikon gummining xususiyatlari va so'nggi rivojlantirish tendentsiyalarini ta'riflaydi.

1 Silikon gummi xususiyatlari

1.1 Siloksan bog'liqligining kimyoviy xususiyatlari

1.1.1 Kimyoviy barqaror bog'

Silikon gummining asosiy qismi siloksan (Si-O) bog'lardan iborat. Si (1.8) va O (3.5) orasidagi elektraktivlikning o'zaro farqiyoldan, polar struktura hosil bo'ladi, bu Figura 1 (o'tkazilgan)da ko'rsatilgandek, ion bog'liq xususiyatlarni ko'rsatadi. Natijada, Si-O ning bog'liq energiyasi C-C dan (Jadval 1ga qarang) yuqori bo'ladi. Shundan tashqari: (1) asosiy ketma-ketlikning ion tabiatidan, yan qatorlarda joylashgan metil C-H guruhlari jarayonlari aniqlikta kamayadi, bu esa ularning boshqa molekulalar tomonidan hujumga zararini kamaytiradi, natijada ajoyib kimyoviy barqarorlik; (2) Si doimiy ravishda ikki yoki uch holatda bog'liq bo'lmaydi, bu esa asosiy ketma-ketlikning ajralishiga yengilroq bo'lishini ta'minlaydi, va Si-C bog'lari muvaffaqiyatli bo'lib, silikon gummining asosiy qismi aniqroq bo'lib qoladi.

1.1.2 Yuqori eshitishga qadarli polimer

Siloksan (Si-O-Si) bog'liq burchagi katta (130°–160°), bu organik polimerlarning (C-C bog'liq burchagi ~110°) kattaroq erkinlikni beradi. Shundan tashqari, Si-O bog'liq uzunligi (1.64 Å) C-C (1.5 Å)dan uzunroq. Bu umumiy polimer molekulaning harakatlanishiga va deformatsiya qilishiga yengilroq bo'lishini anglatadi.

1.1.3 Spirali struktura

Polisiloksan spirali strukturasi sababli, asosiy ketma-ketlikdagi siloksan bog'lari ion jalb etish orqali ichki tomonga tortiladi, bu esa tashqari tomondagi intermolekulyar aloqalarni kamaytiradi, natijada intermolekulyar kuchlar kamroq bo'lib qoladi.

1.2 Silikon gummining xususiyatlari

1.1 bandda ta'riflangan kimyoviy xususiyatlarga asosan, silikon gummi quyidagi xususiyatlarga ega, bu g'ishga tortiladigan elektr izolyatsiyasi uchun mos keladi.

1.2.1 Issiq va soyong'ga qarshilik

Yuqori bog'liq energiyasi va ajoyib kimyoviy barqarorligi sababli, silikon gummi organik polimerlardan issiqka qarshilikda yaxshiroq. Shundan tashqari, intermolekulyar kuchlar kamligi sababli, uning stek sovrindigi past va soyong'ga qarshilik juda yaxshi. Demak, ularning samaradorligi iste'mol qilingan hududning geografik joylashishiga qarab o'zgarib qolmaydi.

1.2.2 Suvga qarshilik

Polisiloksan yuzeyi metil guruhlardan iborat, bu esa hidrofobi xususiyatlar va ajoyib suvga qarshilikka ega bo'lib qoladi.

1.2.3 Elektr xarakteristiklari

Silikon gummi organik polimerlardan kamroq uglerod atomlarini o'z ichiga oladi, bu esa ajoyib ark va iziroqqa qarshilikka ega bo'lib qoladi. Shundan tashqari, yakunlanda, ular isolativ silika shaklida hosil bo'lib, bu esa yuqori elektr izolyatsiya samaradorligini ta'minlaydi.

1.2.4 Ob-havo sharoitlariga qarshilik

Jadval 1da ko'rsatilgandek, siloksanning bog'liq energiyasi ultraviolet (UV) nurlarning energiyasidan yuqori, bu esa UV nuri tomonidan saralashga qarshilikni beradi. Tezlashtirilgan ozon qarshilik sinovlarida, organik polimerlar soniya va soatlar oralig'ida parchalanadi, lekin silikon gummi ozroq quvvatni yo'qotadi, bu esa 4 hafta muddatda yashirishdan keyin parchalanish yo'q, bu esa ajoyib ozon qarshilikni ko'rsatadi (Jadval 2ga qarang). Kislota yog'iri pH 5.6 bo'lgan ioniy halga aylanadi. Jadval 3da ro'yxatlangan halga asosan 500 marta qat'iyroq kislota yog'iri sinovi o'tkazildi. Silikon gummi Jadval 4da ko'rsatilgandek ajoyib kimyoviy barqarorlikni ko'rsatadi. Har qanday kislota yog'iri kabi aralash halga ishonchli bo'lsa-da, ta'sir kamroq bo'lib qoladi.

Eslatma: Oddiy haroratda, ozon kontratsiyasi 200 ppm va gummiga 50% tarqatish tenziya ta'til qilinganda, 28 kun muddatda yashirishdan keyin yuzey parchalanmaydi.

O'lchov birligi: 2 litr deionizatsiya suvi uchun gramm.

1.2.5 Doimiy deformatsiya

Silikon gummi oddiy va yuqori haroratda organik polimerlardan yaxshiroq doimiy deformatsiya xususiyatlariga (doimiy uzunlash va sig'ish seti) ega.

2 Silikon gummining klassifikatsiyasi

Silikon gummi vulkanizatsiya qilish oldidagi holatiga qarab qat'iy va suyuqlik turklariga, vulkanizatsiya mekanizmina qarab peroksidda vulkanizatsiya, qo'shimcha vulkanizatsiya va kondensatsiya vulkanizatsiya turklariga ajratilishi mumkin. Qat'iy va suyuqlik silikon gummining asosiy farqi polisiloksanning molekulyar vaznida. Qat'iy silikon gummi peroksidda vulkanizatsiya yoki qo'shimcha vulkanizatsiya orqali vulkanizatsiya qilish mumkin, va uni adashsiz ravishda yuqori haroratda vulkanizatsiya qiladigan guma (HTV) yoki issiqda vulkanizatsiya qiladigan guma (HCR) deb atash mumkin (Jadval 5 va 6ga qarang).

Qo'shimcha reaksiyada vulkanizatsiya qiladigan suyuqlik silikon gummi odatda oddiy haroratda vulkanizatsiya qilishi mumkin, lekin uning ishlab chiqarish usuli va vulkanizatsiya qilish harorati asosida suyuqlik silikon gummi (LSR), past haroratda vulkanizatsiya qiladigan guma (LTV) yoki ikki qismli oddiy haroratda vulkanizatsiya qiladigan guma (RTV) deb ataladi. Polimer izolyatorlarni ishlab chiqarishda injektsiya formovka va leyka ishlatiladi.

Bir qismli kondensatsiya turli (namlikda vulkanizatsiya qiladigan) silikon gummi qurilishda mushtamlar sifatida, shuningdek, elektr va elektron mahsulotlarda ishlatilishi mumkin. Elektr ishlarida, RTV silikon gummidan solvant bilan suyutilgan pokhirka odatda seramika izolyatorlarga qo'yiladi, bu esa himoya materiali hisoblanadi.

2.1 Alyuminiy trihidroksid (ATH) bilan silikon gummi

Alyuminiy trihidroksid (ATH) bilan yuqori yuklama qilish orqali iziroq va arkka qarshilikka ega silikon gummi olish mumkin. 50 massaviy qism ATH bilan to'ldirilgan silikon gummi 4.5 kV yuqori voltaj iziroqqa qarshilikni, shuningdek, ajoyib arkka, ob-havo, tuzli yog' va kislota yog'riga qarshilikni ko'rsatadi, bu esa tuzli yog' bilan murakkab hududlarda izolyatsiya materiali sifatida ishlatilishi mumkin. Biroq, ATH yuklamasi yuqori bo'lganligi sababli, bu material yuqori viskozga (yengil emas plastiklik) va past mekanik quvvatga ega.

2.2 Alyuminiy trihidroksid (ATH) bilan silikon gummi

Yevropa va o'xshash hududlarning ichki qismida, tuzli yog' va ziyonchanlik darajasi past bo'lgan joylarda, ATH to'ldirgichi bilan silikon gummi ishlatilishi mumkin. Bu holatlarda, asosiy silikon gummining mos tanlanishi, duman silikaning yuzeyiga ishlov berish va iziroqka qarshilikni oshirish uchun qo'shiladigan komponentlar, hidrofobi xususiyatlarini yaxshilaydi va yuqori voltaj iziroqga qarshilik talablarini qanoatlantiradi. ATH bilan to'ldirilgan silikon gummi ga nisbatan, bu turdagi gummi yuqori viskozga va yaxshi mekanik va elektr xarakteristiklarga ega.

2.3 Tashqi kabel qo'shimchalari uchun

Tashqi kabel qo'shimchalari murakkab sharoitlarga qarshi himoya qilishi kerak, shuning uchun ularning yaxshi iziroqka qarshilikka ega bo'lishi lozim. Optimal kesishlarning optimitlash orqali, past doimiy uzunlash xususiyatlariga ega bo'lgan polimerlar, oddiy haroratda chiqish (soyong' chiqish) mahsulotlari uchun mos keladi.

2.4 Ichki kabel qo'shimchalari uchun

Ichki kabel qo'shimchalari tuzli yog'ning ta'siriga tutish maydoni kam, shuning uchun iziroqka qarshilik talab qilinmaydi. Biroq, ular oddiy haroratda chiqish (soyong' chiqish) mahsulotlari sifatida ishlatilishi uchun, past doimiy deformatsiya xususiyatlariga ega bo'lishi kerak.

2.5 Pokhirka ishlatilishi

Ziyonchanlik darajasiga qarab, tuzuk ishlatilayotgan izolyatorlarga silikon gummidan pokhirka qo'yilishi, uzoq muddatda yaxshi hidrofobi xususiyatni saqlash imkoniyatini beradi. Pokhirka qo'yilishi orqali, ularning ishlatilishi davom etishi va xarajatlarni pasaytirish mumkin. So'nggi ma'lumotlar bo'yicha, silikon gummidan pokhirka qo'yilishi hidrofobi xususiyatni saqlashni yana yaxshilaydi. Hozirda, ikki asosiy tur mavjud: pokhirka qo'yilgan izolyatorlar va gummili izolyatorlar.

3 Xulosa

Bu maqola polimer izolyatorlar uchun silikon gummilar haqida ta'rif berdi. Turli institutlar va ishlab chiqaruvchilar tomonidan davom etayotgan tadqiqotlar va sinovlar olib borilyapti. Agar davolovchilik va boshqa samaradorlik sinovlari orqali yuqori ishonch ko'rsatilsa, silikon gummili izolyatorlar ishlatilish sohasi yana kengayishi mumkin.