Путем сополимеризации этилена, пропилена и несопряженного диолефина этилен-пропилен-диеновый каучук (EPDM) в качестве материала для изоляции проводов и кабелей имеет более чем 60-летнюю историю.Такое же незаменимое положение занимают ЭПДМ и поливинилхлорид (ПВХ) и сшитый полиэтилен (XLPE) и другие изоляционные материалы, а его уникальными преимуществами являются: более длительный срок службы, лучшая водо- и кислородо- и термическая стабильность, более широкий диапазон эксплуатации температуры.Поскольку применение EPDM в области электроизоляции становится все более и более обширным, требования к ключевым показателям EPDM также становятся все более строгими, особенно в некоторых высокопроизводительных приложениях, к контролю ключевых показателей EPDM предъявляются более строгие требования, только тогда, когда соответствующие ключевые показатели находятся в разумном диапазоне, чтобы EPDM соответствовал требованиям обработки, производительности и использования.Возьмите EPDM в качестве примера для изготовления изоляции проводов и кабелей среднего напряжения, если прочность на растяжение, удлинение при разрыве, прочность на пробой, диэлектрические потери, объемное удельное сопротивление и другие важные механические и электрические свойства продукта могут соответствовать требованиям, сырье содержание этилена в материале EPDM, вязкость по Муни, содержание и чистота диолефинов и другие ключевые показатели должны иметь строгие ограничения.Существует множество факторов, влияющих на сопротивление пробоя изоляции проводов и кабелей из EPDM.В дополнение к вышеупомянутому содержанию этилена, содержанию и чистоте диолефинов, содержание геля в EPDM, а также корректировка и оптимизация рецептуры обработки оказывают важное влияние на стойкость продукта к разрушению.Они являются не только отдельными и изолированными влияющими факторами, но и работают вместе, оказывая всестороннее влияние на электрическую стойкость изделий к пробою.В этой статье некоторые факторы, влияющие на сопротивление пробоя EPDM, выбраны для систематического исследования и анализа, чтобы обеспечить важную ссылку для синтеза продуктов EPDM для изоляции проводов и кабелей.
1 Влияние содержания ЭНБ на прочность на разрыв
Содержание ЭНБ (массовая доля) <4,5%, а с увеличением содержания ЭНБ снижается прочность изделия на разрыв;Содержание ЭНБ (массовая доля) ≥4,5%, а с увеличением содержания ЭНБ (массовая доля) повышается прочность изделия на разрыв.
2. Влияние чистоты каучука на прочность на разрыв
При использовании EPDM при обработке электроизоляционных материалов в определенной степени требуется чистота материала.Чистоту СКЭПТ обычно выражают по зольности, которая в основном состоит из неорганических солей, содержащих ионы металлов (ванадий, алюминий, железо, натрий и др.), вносимых в процессе полимеризации и постобработки, а также посторонних примесей.Наличие золы, равнозначное физическому «дефекту», легко становится прорывом резиновых изделий при поражении электрическим током.С увеличением зольности СКЭПТ увеличивается и содержание ионов металла в образце, а предел прочности готового изделия снижается.Зола (ионы металлов, посторонние примеси) оказывает определенное влияние на характеристики электрического пробоя продукта.Учитывая влияние ионов металла на сопротивление пробоя изделия, ионы металла в испытуемом образце будут образовывать локализованное поле внутри изделия под действием внешнего электрического поля, которое будет накладываться на внешнее поле для повреждения изделия. .По мере увеличения содержания ионов металлов в образце напряженность внутреннего поля постепенно увеличивается, а также увеличивается возможность локальной агрегации ионов металлов, что приводит к аномально высоким локальным напряженностям поля, и все эти факторы будут снижать сопротивление пробоя изделия. .Во-вторых, учитывать влияние посторонних примесей на сопротивление продавливанию изделий, в резинотехнических изделиях к посторонним примесям в основном относятся песок и ржавчина и т.п., как правило, эти примеси и резинотехнические изделия имеют очень плохую совместимость, и их присутствие для резинотехнических изделий является нежелательным. приравнивается к «дефекту», нарушающему однородность и целостность резинотехнических изделий.При воздействии внешнего электрического поля высокого напряжения на электроизоляционные изделия из СКЭПТ с «дефектами» будет относительно легко пробить электроизоляционные изделия в «дефектах», что снизит стойкость изделия к электрическому пробою.
3. Влияние содержания геля на прочность на разрыв
Гель представляет собой особую структуру «резиновых частиц», образующуюся при полимеризации СКЭПТ.Благодаря особой морфологии и строению его взаимодействие с нормальной молекулярной цепью в резиновом изделии относительно слабое, и его существование также можно рассматривать как «примесь», оставшуюся в резиновом изделии.'. Для высококачественных электроизоляционных изделий из EPDM содержание геля также может оказывать влияние на характеристики электрического пробоя изделия. По мере увеличения содержания геля в EPDM прочность на пробой готового изделия снижается. Поскольку гель сшитая сетчатая структура, ее морфология значительно отличается от морфологии обычных молекулярных цепей EPDM, и поэтому она менее совместима с молекулярными цепями EPDM, чем обычные молекулярные цепи EPDM, а взаимодействие между поверхностью геля и нормальными молекулярными цепями слабее, чем между нормальные молекулярные цепи EPDM Сила взаимодействия между поверхностью геля и нормальными молекулярными цепями слабее, чем между нормальными молекулярными цепями EPDM, и поверхность геля не обязательно «заполнена» молекулярными цепями EPDM.
Поверхность геля не обязательно «заполнена» молекулярными цепями СКЭПТ, и могут быть некоторые «пробелы».Поскольку наличие геля повлияет на однородность продукта, обработанный продукт будет формировать вокруг геля градиент поля под действием внешнего высоковольтного электрического поля.Чем больше разница между морфологией и структурой геля и окружающих его молекулярных цепочек СКЭПТ, тем больше формирование градиента поля, тем легче разрушить поверхность геля, которая имеет меньшую относительную силу и может возникнуть «пробел» в продукте.Чем больше разница между молекулярными цепочками СКЭПТ, чем больше градиент поля, тем больше вероятность разрушения поверхности геля, где относительная сила слабее и могут быть «пробелы», образующие «дефекты» в изделии, что приводит к раннему разрушению образца и, таким образом, к снижению пробойных характеристик образца.
4. Влияние рецептуры обработки на прочность на разрыв
Формула обработки является ключевым звеном в переработке продуктов EPDM в электроизоляционные продукты, а также одним из ключевых факторов, влияющих на характеристики пробоя электроизоляционных продуктов.Корректировка и оптимизация основной рецептуры обработки и добавление электроизоляционных добавок позволяют значительно улучшить характеристики пробоя электроизоляционных изделий.После обработки одного и того же сырья СКЭПТ по разным рецептурам механические свойства сильно не меняются, причем последние лишь примерно на 5 % выше первых, но значительно изменяется электрическая прочность на пробой, и последние составляют около 60 % выше, чем у первого.Основная причина улучшения механических и электрических свойств заключается в том, что производитель морского кабеля оптимизировал дозировку пероксида диизопропилбензола при обработке изделий, так что двойные связи в боковой цепи ЭНБ полностью сшиты, а остаточные двойные связи уменьшаются, и добавляются каолин и другие электроизоляционные добавки, которые увеличивают поверхность и активность адсорбента и могут адсорбировать проводящие ионы, оставшиеся в продуктах.Вышеуказанных двух пунктов достаточно, чтобы доказать важность формулы обработки для улучшения характеристик электрического пробоя электроизоляционных изделий из EPDM.
5. Вывод
(1) Двойная связь в боковой цепи третьего мономера (ENB) в EPDM более сшита.
(1) EPDM в третьем мономере (ENB) в боковой цепи двойной связи, более полно сшитый, чем меньше количество остатков, тем более благоприятным для электроизоляционных изделий (изоляция проводов и кабелей) электрическое сопротивление пробоя производительность.
(2) Чем выше чистота сырья EPDM (чем ниже содержание золы), тем больше полезного для улучшения сопротивления электрического пробоя электроизоляционных изделий (слоя изоляции проводов и кабелей).
(3) Чем ниже содержание геля в сырье EPDM, тем больше это помогает улучшить сопротивление электрическому пробою электроизоляционных изделий (изоляции проводов и кабелей).
(3) Чем ниже содержание геля в сырье EPDM, тем выше сопротивление пробою электроизоляционных изделий (изоляция проводов и кабелей).
(4) Регулирование количества СКЭПТ в базовой рецептуре электроизоляционных материалов (изоляция проводов и кабелей) и добавление в него электроизоляционных добавок позволяет значительно повысить сопротивление пробоя электрических изоляторов (изоляция проводов и кабелей).
