Съполимеризацията на етилен, пропилен и неконюгиран диолефин на етилен пропилей диенов каучук (EPDM) като изолационен материал за проводници и кабели има повече от 60 години история. EPDM и поливинилхлорид (PVC) и омрежен полиетилен (XLPE) и други изолационни материали имат същата незаменима позиция, а уникалните му предимства са: по-дълъг експлоатационен живот, по-добра устойчивост на вода и кислород и термична стабилност, по-широк диапазон от работни температури. Тъй като приложението на EPDM в областта на електрическата изолация е все по-обширно, изискванията на EPDM ключовите индикатори също са все по-взискателни, особено в някои приложения от висок клас, контролът на ключовите индикатори на EPDM има по-строги изисквания, само когато съответните ключови индикатори са в разумен диапазон, така че EPDM да отговаря на обработката, производителността и използването на изискванията. Вземете EPDM като пример за производството на изолация на проводници и кабели за средно напрежение, ако якостта на опън, удължението при разкъсване, якостта на разрушаване, диелектричните загуби, обемното съпротивление и други важни механични и електрически свойства на продукта могат да отговорят на изискванията, съдържанието на етилен в суровината EPDM, вискозитетът на Муни, съдържанието на диолефин и чистотата и други ключови показатели трябва да имат строги ограничения. Има много фактори, влияещи върху устойчивостта на разрушаване на изолацията на проводниците и кабелите от EPDM. В допълнение към гореспоменатото съдържание на етилен, съдържанието и чистотата на диолефин, съдържанието на гел в EPDM, както и регулирането и оптимизирането на формулата за обработка имат важно влияние върху устойчивостта на разрушаване на продукта. Те са не само отделни и изолирани влияещи фактори, но също така работят заедно, за да имат цялостен ефект върху устойчивостта на електрически пробив на продуктите. В тази статия някои от факторите, които влияят на устойчивостта на разрушаване на EPDM, са избрани за систематично изследване и анализ, за да се осигури важна справка за синтеза на EPDM продукти за изолация на проводници и кабели.
1 Ефект на съдържанието на ENB върху якостта на пробив
Съдържание на ENB (масова част) <4,5%, а с увеличаване на съдържанието на ENB, силата на разрушаване на продукта намалява; Съдържание на ENB (масова част) ≥4,5%, а с увеличаването на съдържанието на ENB (масова фракция), силата на разрушаване на продукта се увеличава.
2. Влияние на чистотата на каучука върху якостта на разрушаване
Когато EPDM се използва при обработката на електроизолационни материали, чистотата на материала се изисква до известна степен. Чистотата на EPDM обикновено се изразява чрез съдържание на пепел, което се състои главно от неорганични соли, съдържащи метални йони (ванадий, алуминий, желязо, натрий и др.), въведени по време на полимеризацията и последващата обработка, както и чужди примеси. Наличието на пепел, еквивалентно на физически 'дефект', лесно се превръща в пробив в каучуковите изделия чрез токов удар. Тъй като съдържанието на пепел в EPDM се увеличава, съдържанието на метални йони в пробата също се увеличава и якостта на разрушаване на крайния продукт намалява. Пепелта (метални йони, чужди примеси) има определено влияние върху ефективността на електрическия пробив на продукта. Като се има предвид ефектът на металните йони върху устойчивостта на разрушаване на продукта, металните йони в тестовата проба ще образуват локализирано поле вътре в продукта под действието на външното електрическо поле, което ще бъде насложено с външното поле, за да повреди продукта. Тъй като съдържанието на метални йони в пробата се увеличава, напрегнатостта на вътрешното поле постепенно се увеличава и възможността за локализирано агрегиране на метални йони също се увеличава, което води до необичайно високи локални напрегнатости на полето и всички тези фактори ще намалят устойчивостта на разрушаване на продукта. Второ, помислете за въздействието на чужди примеси върху устойчивостта на разрушаване на продуктите, гумените продукти в чуждите примеси включват главно пясък и ръжда и т.н., обикновено тези примеси и гумените продукти са много лоша съвместимост и тяхното присъствие за гумените продукти е еквивалентно на 'дефект', унищожавайки еднородността и целостта на гумените продукти. Когато външно електрическо поле с високо напрежение действа върху EPDM електрически изолационни продукти с 'дефекти', ще бъде сравнително лесно да се пробие през електрическите изолационни продукти при 'дефектите', като по този начин се намалява устойчивостта на продукта към електрически пробив.
3. Влияние на съдържанието на гел върху якостта на разрушаване
Гелът е специална структура от 'каучукови частици', образувани при полимеризацията на EPDM. Поради специалната си морфология и структура, взаимодействието му с нормалната молекулярна верига в каучуковия продукт е сравнително слабо и съществуването му може също да се разглежда като „примес“, оставащ в каучуковия продукт. '. За висококачествени EPDM електрически изолационни продукти съдържанието на гел може също да окаже влияние върху характеристиките на електрическо разрушаване на продукта. С увеличаването на съдържанието на гел в EPDM силата на разрушаване на крайния продукт намалява. Тъй като гелът е омрежена мрежеста структура, неговата морфология е значително различна от тази на нормалните EPDM молекулни вериги и следователно е по-малко съвместим с EPDM молекулни вериги, отколкото нормалния EPDM молекулярни вериги и взаимодействието между повърхността на гела и нормалните молекулярни вериги е по-слабо от това между нормалните EPDM молекулярни вериги. Силата на взаимодействие между повърхността на гел и нормалните молекулярни вериги е по-слаба от тази между нормалните EPDM молекулярни вериги и повърхността на гела не е непременно „запълнена“ с EPDM молекулярни вериги.
Повърхността на гела не е непременно 'запълнена' с EPDM молекулни вериги и може да има някои 'пропуски'. Тъй като съществуването на гела ще повлияе на хомогенността на продукта, обработеният продукт ще образува градиент на полето около гела под действието на външното електрическо поле с високо напрежение. Колкото по-голяма е разликата между морфологията и структурата на гела и заобикалящите EPDM молекулни вериги, толкова по-голямо е образуването на градиента на полето, толкова по-лесно е да се счупи повърхността на гела, която има по-слаба относителна сила и може да има 'пролука' в продукта. Колкото по-голяма е разликата между EPDM молекулните вериги, толкова по-голям е градиентът на полето, толкова по-вероятно е да се разруши повърхността на гела, където относителната сила е по-слаба и може да има 'пропуски', образувайки 'дефекти' в продукта, което води до ранно разрушаване на пробата и по този начин намалява ефективността на разграждане на пробата.
4. Влияние на формулата за обработка върху якостта на разрушаване
Формулата за обработка е ключова връзка в преработката на EPDM продукти в електроизолационни продукти, но също така и един от ключовите фактори, влияещи върху ефективността на разрушаване на електроизолационните продукти. Регулирането и оптимизирането на основната формула за обработка и добавянето на електроизолационни добавки може значително да подобри характеристиките на разрушаване на електрическите изолационни продукти. След като една и съща EPDM суровина се обработва по различни формули, механичните свойства не се променят много, а последните са само с около 5% по-високи от първите, но якостта на електрически пробив има значителна промяна и последната е с около 60% по-висока от първата. Основната причина за подобряването на механичните и електрическите свойства е, че производителят на морски кабели е оптимизирал дозировката на диизопропил бензол пероксид по време на обработката на продуктите, така че двойните връзки в страничната верига на ENB да са напълно омрежени, а остатъчните двойни връзки да са намалени и са добавени каолин и други електрически изолационни добавки, които увеличават повърхността и активността на адсорбента и могат да адсорбират проводимите йони останали в продуктите. Горните две точки са достатъчни, за да докажат важността на формулата за обработка за подобряване на характеристиките на електрическо разрушаване на EPDM електрически изолационни продукти.
5. Заключение
(1) Двойната връзка в страничната верига на третия мономер (ENB) в EPDM е по-добре омрежена.
(1) EPDM в третия мономер (ENB) в страничната верига на двойната връзка, колкото по-пълно е омрежен, толкова по-малък е броят на остатъците, толкова по-благоприятни за електрически изолационни продукти (изолация на проводници и кабели) устойчивост на електрически пробив.
(2) Колкото по-висока е чистотата на EPDM суровината (колкото по-ниско е съдържанието на пепел), толкова по-полезно е за подобряването на устойчивостта на електрически изолационни продукти (изолационен слой на проводници и кабели) при електрически пробив.
(3) Колкото по-ниско е съдържанието на гел в EPDM суровината, толкова повече помага за подобряване на устойчивостта на електрически изолационни продукти (изолация на проводници и кабели) при електрически пробив.
(3) Колкото по-ниско е съдържанието на гел в EPDM суровината, толкова по-добра е устойчивостта на разрушаване на електрическите изолационни продукти (изолация на проводници и кабели).
(4) Регулирането на количеството EPDM в основната формула на електрически изолатори (изолация на проводници и кабели) и допълването му с добавки за електроизолация може значително да подобри устойчивостта на разрушаване на електрическите изолатори (изолация на проводници и кабели).
