ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 29.10.2024
Просмотров: 86
Скачиваний: 0
физико-механическим, диэлектрическим и другим свой ствам практически равноценны вулканизатам СКЭП. Следует, однако, отметить, что коэффициент нагрево стойкости по относительному удлинению у резин на ос нове СКЭПТ ниже, чем у резин на основе СКЭП.
Сравнение резин на основе этиленпропиленового терполимера с другими материалами показывает, что при перекисной вулканизации нагревостойкость их выше, чем у бутиловых резин; озоностойкость и короностойкость—• отличные; электрическая прочность такая же, как у по лиэтилена.
Сочетание отличных свойств этиленпропиленовых каучуков с низкой плотностью (0,86—0,87 г/см3, тогда как у НК, СКИ, СКД и др. 0,91—0,92 г/см3), позволя ющей снизить массу кабельной конструкции в целом, делает этиленпропнленовые каучуки наиболее перспек тивными изоляционными материалами для изготовления гибких кабелей высокого напряжения.
В Японии, например, изготавливаются кабели с этпленпропиленовой изоляцией на напряжение до 66 кв.
Свойства рассмотренных выше каучуков представле ны в табл. 2-13.
Вулканизующие системы
Под действием вулканизующих веществ резиновые сме си при нагреве переходят из пластического в эластиче ское состояние, являющееся характерным свойством резины. Вулканизующие вещества, кроме того, влияют на теплостойкость, физнко-механическпе п другие свой ства резин.
Сера применяется в качестве вулканизующего агента в изоляционных резинах в США и Франции в дозировке 2—3 вес. ч., ускорителями являются тпурам (тетраметилтиурамдисульфид), каптакс (2-меркаптобензотна- зол), сантокюр (М-циклогексил-2-бензотиазолил сульфенамид) и соли дитиокарбаминовой кислоты. При этом медная жила подвергается лужению, так как даже в не больших дозировках сера вызывает коррозию меди.
В изоляционных резинах на основе НК, СКВ, СКД, СКС, применяемых в отечественной кабельной промыш ленности, в качестве вулканизующего вещества псполь-
'зуётся только тпурам Д, который после вулканизации смеси вызывает лишь незначительное потемнение мед-
со
t s
К
К
\о
а
о
а
> » 5Г
> 3
rt
а
cd
и
н
о
«о
щ
U
□ «в
э-а
ё §
га2
е; *
і 3
1 3
Іi sйs .
8 « я
0.3 «Jез
al l 3
ёщ$
e «
юі
«s
Q.SJ
E
л
а
о
а
В
о
со
S
|
|
|
|
|
|
|
|
|
—OlO^Sm |
5 |
5 В |
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
О |
- |
- — |
к |
2 |
|
x |
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
- |
о м v |
а Р |
гЗг |
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
І Щ |
|
|
|
|
|
|
|
4 |
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
X О |
|
|
|
5 |
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
в |
|
к а |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
СМСМ |
|
а. |
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ШсоВэ |
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
• |
|
со |
|
|
О к |
2 |
в |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
н а г |
Э |
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
7 2 |
I |
|
I |
|
UJ |
о - |
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
к |
я З |
о. |
о. |
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
—■ (М |
|
о |
о |
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
° |
£ |
х х |
|
|
|
X |
X |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
К 2 |
|
га |
я |
|
|
|
|
|
|
|
|
а |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
К |
« |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ff: |
. |
|
в |
3 |
|
я |
у |
О |
ІЛ |
3 |
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Cf |
О |
|
О |
5 |
|
|||||||
|
|
|
J. |
|
|
|
|
|
|
|
|
5 |
я* |
|
п. ч |
w «з |
â |
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
О. |
о |
|
Й 5 |
|
|
X |
G |
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
О X |
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
О CM |
|
|
|
|
|
|
|
|
ІЛ |
to |
I |
I |
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
I |
9. 9 |
|
|
|
|
|
|
|
|
2 43 |
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
- |
о* см |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
о |
со |
, |
: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
I |
I |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
см |
|
о |
|
|
|
О |
|
|
о |
о |
|
|
|
X |
к |
|
к |
к |
|
|
к |
|
|
03 |
|
|
|
|
|
|
о |
|
|
|
о |
|
|
я |
га |
|
|
|
|||||
9 |
|
|
см |
|
|
ІЛ |
|
О |
о СО ;л |
|
У |
1 |
|
я в |
|
|
га |
|
|||||
|
|
о |
|
°? |
|
|
|
о |
о |
|
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
ІЛ |
|
3 |
|
|
|
|
3 |
|
|||
|
|
|
! |
© |
|
1 |
|
1 |
1 |
|
|
|
|
в а |
|
|
|
N- «О О |
|
||||
сз |
|
|
ю |
— о |
|
|
» со СМ ^ |
|
л |
о |
|
1 |
I |
і |
|
CL |
|
||||||
|
|
N. |
|
|
ІЛ |
|
|
о |
|
|
|
|
0)X X |
|
* |
|
о |
|
|||||
о |
|
|
|
|
|
N. |
|
О |
о СМ |
|
|
|
|
О о |
|
|
X |
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
о |
|
|
|
|
а* |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
п |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
£ |
О © |
|
|
О Q |
|
|
|
|
|
о к |
*. |
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 о*M _ § 3 |
|
|
|
|
|
аз га |
5 |
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
о о £ * 2 |
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
I ! J, « = g |
|
|
|
'Y 40 ё 5 о |
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
» |
сосм |
|
|
ja |
о |
|
|
|
|
|
оо»Jj |
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
о о |
|
|
5 ч |
е; |
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
§ |
о oi |
|
|
|
* |
X |
|
|
|
S нС |
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ч |
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
>» |
|
|
|
|
IS |
|
|
|
|
|
5 |
* |
|
! |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
. Ч? |
|
- |
- |
£ |
|
|
|
* |
О |
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
8 |
•! |
|
|
|
|
|
|
|
о |
в |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
я |
~ |
, |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
^ |
о |
•• |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
ч |
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
X |
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
о |
о |
* |
|
|
|
2 |
^ |
|
_ |
й) о 4* |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
й |
о |
|
|||||
га |
|
|
|
Q |
О |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
«о |
I |
|
|
«оS.'j |
> > 5 |
f f |
І |
і |
|
О» 1) . |
|
|
|
|
|
|
|
|
t- |
ѵ: |
|
|
|||||
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Q.O |
|
|
|||
ё с 2 |
|
ч я> 3 О В |
|
|
|
1 £ |
|
|
|
8 |
|
S |
|
|
|||||||||
2 |
4 |
- |
|
|
S |
|
О. X X |
|
|
|
f i g |
|
|
|
X |
О X |
X |
2 |
|
||||
|
|
|
|
|
8 |
а |
ч ч |
|
|
|
|
|
|
|
С§•>■?- о :=J |
|
|||||||
X |
GJ О |
|
|
s |
|
2 |
J3 |
О) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ё S ” |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
X |
|
• в . |
О |
S |
\о О |
|
|||
ч 5. . |
|
|
|
|
|
Ч |
|
|
|
|
В С о |
|
>2 В |
о» |
г а г * |
|
|||||||
С с |
|
|
|
|
|
|
>> |
|
|
|
|
<4 >» Ü |
|
Е ÜН £ U |
|
45
ной жилы, что позволяет применять нелуженую медную проволоку. Кроме того, тиурам позволяет получить бо лее нагревостойкую резину по■сравнению с серой [Л .10,
15].
В резиновых смесях на основе бутилкаучука в каче
стве вулканизующих веществ применяются сера, |
пара- |
хинондиоксим и алкилфенолформальдегидные |
смолы |
[Л. 16]. |
|
Для вулканизации резиновых смесей на основе этиленпропиленовых каучуков типа СКЭП применяют глав ным образом органические перекиси (перекись дикумпла, перекись дитретнчного бутила и др.). Введением в резиновую смесь вместе с перекисью небольшого коли чества серы (10—15% от перекиси) достигаются наи лучшие механические свойства резин. Сера способству ет перекисной вулканизации, участвуя в процессе струк турирования и ингибируя реакции разрыва цепи [Л. 16].
Полимеры СКЭПТ, содержащие третий сокомпонент — диолефин, вулканизуют серой с ускорителями.
С увеличением содержания серы возрастает скорость вулканизации, повышается прочность при разрыве. Од нако для получения нагревостойких резин из СКЭПТ следует снижать содержание серы в смесях до 0,5—0,8 вес. ч. с соответствующим увеличением дозировок уско рителей.
П р о т и в о с т а р и т е л и вводятся в резиновые смеси для защиты их от старения под влиянием различных факторов: нагрева, кислорода (антиоксиданты), озона (антиозонанты). Наибольшее применение в качестве антиоксиданта в изоляционных резинах получил неозои
Д(фенил-р-нафтпламин). Обычная дозировка неозона
Днаходится в пределах 1—2 вес. ч.
Для защиты от действия озона в резины вводятся физические и химические антиозонанты. К физическим антиозонантам относятся парафин, церезин, озокерит и воски. Их защитное действие заключается в том, что мигрируя на поверхность резины, они образуют на ней тонкую инертную по отношению к озону пленку. При деформации резины действие физических антиозонантов ослабляется вследствие разрушения пленки. Дозировка физических противостарителей колеблется от 5 до 10 вес. ч.
К химическим антиозонантам относятся сантофлексы IP и AW. В изоляционных резинах на основе ҢК,
46
СКЙ, СКВ, СКД, СКС в качестве антиозонанта пршйёняется главным образом сантофлекс ЛР, или продукт 4010 NA (й-фенил-Ы/-изопропил-/г-фенилендиамин), ко торый, не влияя на электроизоляционные свойства рези ны, защищает ее от действия озона. Дозировку антио
зонанта обычно устанавливают |
в пределах от 2 |
до 5 |
вес. ч. |
состав резиновых |
сме |
Н а п о л н и т е л и вводятся в |
сей для улучшения технологических свойств, снижения стоимости резиновых смесей и придания необходимых физико-механических и электроизоляционных свойств вулканизованным резинам.
Визоляционных резинах наиболее широкое приме нение находят минеральные наполнители: мел, тальк, каолин, белая сажа.
Ввысоковольтных изоляционных резинах главным образом применяется химически осажденный мел и кол лоидальный тальк (микротальк) и дегидратированный каолин, которые по сравнению с другими минеральными наполнителями обладают большей способностью прида
вать резинам высокую электрическую прочность
[Л. 17, 18].
Белая сажа (коллоидная кремнекислота) состава
Si02-/iH20 |
представляет собой |
белый порошок |
с размером |
частиц 10—100 мкм и |
плотностью около |
2,1 г/см3.
В СССР используются белые сажи в основном типа аэросил и марки У-333. Белые сажи, так же как и угле родные, относятся к усилителям. По нагревостойкостп резины с белыми сажами значительно превосходят ре зины с углеродными сажами. Недостатком белых саж является их высокая гигроскопичность.
Путем нагрева аэросила в парах модифицирующего агента (кремнийорганический мономер) можно придать
поверхности |
аэросила |
гидрофобные |
свойства. |
Замена |
20 вес. ч. |
мела химического на |
модифицированные |
||
диметилдихлорсиланом |
аэросилы |
повышает |
предел |
прочности вулканизатов на основе этиленпропиленового каучука в 2—2,5 раза; диэлектрические свойства при этом не ухудшаются ни в исходном состоянии, ни при длительном увлажнений при температуре 70 °С.
Использование небольших дозировок тонкодисперс ной двуокиси кремния в смеси с кальцинированным каолином или мелом'представляет определенный инте-
47
pec с целью усиления изоляционных резин на основе бутилкаучука и этплеипропнленового каучука.
М я г ч и т е л и —вещества, которые повышают пла стичность резиновой смеси. При введении мягчителей сокращается время изготовления резиновой смеси, сни жается ее температура, улучшается распределение по рошкообразных ингредиентов в каучуке, облегчаются каландрование, шприцевание и формование смеси вследствие увеличения ее текучести, а также улучшает ся качество поверхности изоляции.
Очевидно, что мягчители, применяемые в высоко вольтных резинах, должны быть полностью насыщенны ми соединениями. Обычно в высоковольтных изоляцион ных резинах в качестве мягчителей используются пара фин и стеариновая кислота.
Парафин получается из масляных фракций нефти и представляет собой смесь твердых насыщенных угле
водородов. |
Парафин |
обладает хорошими |
электроизоля- |
|||
|
|
|
|
|
Т а б л и ц а |
2-14 |
Типовая рецептура |
изоляционных высоковольтных резин |
|||||
|
|
|
|
Весовсй состав на |
100 |
|
|
|
|
|
вес. ч. каучука |
||
|
Наименование ингредиентов |
Номера смесей |
|
|||
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
1 |
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
Натуральным каучук...................................... |
|
70 |
_ |
|
||
Натрнй-бутадненовый или бутадиен-стироль- |
30 |
_ |
||||
ный диэлектрический каучук ................... |
||||||
Бутилкаучук |
с непредельностыо 0,6—0.8 |
_ |
100 |
|||
мол. % .......................................................... |
|
|
||||
Окись |
цинка . ................................................. |
5,0 |
5,0 |
|||
Ңеозон |
Д .............................................. |
|
• . . |
1,0 |
1,0 |
|
Тнурам ............................................................. |
|
|
' 3,0 |
— |
|
|
Цимат |
.................................................................. |
|
|
1,5 |
— |
|
Смола № 18...................................................... |
|
|
1,0 |
— |
||
Перекись марганца.......................................... |
|
— |
0,6 |
|||
Альтакс.............................................................. |
|
|
— |
4,0 |
||
Парахинондиоксим .......................................... |
|
— |
3,0 |
|||
Продукт 4010N A .............................................. |
|
2,0 |
— |
|||
Стеарин.................................................. |
|
... |
2,0 |
3,0 |
||
Парафин............................................................. |
|
|
10,0 |
10,0 |
||
Тальк высокодисперсный............................... |
|
86,5 |
83,4 |
|||
Мел химически осажденный........................... |
38,0 |
40,0 |
||||
|
|
|
Вс е г о . . . |
250,0 |
250,0 |
48
ЦИ0ННЫМИ свойствами (py=lÖ15 ом-см). Содержание парафина колеблется от 3 до 10 вес. ч.
Стеариновая кислота получается расщеплением жи ров и имеет структурную формулу С17Н35СООН. Являясь хорошим мягчителем, стеариновая кислота одновремен но служит активатором ускорителей вулканизации. Дозировка ее составляет от 1 до 5 вес. ч.
|
|
|
|
Т а б л и ц а 2-15 |
|
Основные свойства изоляционных высоковольтных резин |
|||||
по рецептуре, приведенной в табл. 2-14 |
|
||||
|
П оказатель |
|
|
Номера смесей |
|
|
|
|
I |
2 |
|
|
|
|
|
||
Предел прочности при разрыве, |
кгс/см- . . |
108 |
„ 5 |
||
Относительное удлинение, % ....................... |
|
|
520 |
650 |
|
Относительное остаточное удлинение, % |
70 |
60 |
|||
Коэффициенты |
после старения |
в |
течение |
|
|
96 ч при температуре 120 ИС: |
|
|
0,80 |
0,97 |
|
по пределу прочности при разрыве |
|||||
по относительному удлинению . . . |
0,85 |
4 ,2 -1015 |
|||
Удельное объемное сопротивление, ом-см |
4,5- ІО15 |
||||
Тангенс угла диэлектрических потерь . . . |
0,008 |
0,005 |
|||
Электрическая прочность, кв/ м м ................ |
|
50 |
32 |
||
Озоностойкость, |
т. е. время до |
появления |
|
|
|
трещин при |
концентрации озона |
0,03% |
|
|
|
(по объему) |
и растяжении |
резины на |
135—160 |
Более 180 |
|
2 0 % , м и н ...................................................... |
|
|
|
Типовая рецептура и основные свойства высоковольт ных изоляционных резин, применяемых в нашей стране, представлены в табл. 2-14 и 2-15.
Основные свойства изоляционных резин
Удельное объемное сопротивление. Общеизвестно, что в той или иной мере все изолирующие материалы, в том числе и резины, способны проводить электрический ток.
Удельное объемное сопротивление резины зависит от типа каучука,, но в значительной степени зависит и от типа наполнителя, содержание которого в резиновой смеси составляет около 50%. Особенно заметно влияние наполнителя проявляется в условиях воздействия на резину влаги. На рис. 2-16 [Л. 10] представлена зависи мость удельного объемного сопротивления ру резины от типа наполнителя и от продолжительности пребыва-
4—508 |
49 |