Kopolymerací etylenu, propylenu a nekonjugovaného diolefinu má etylen-propylen-dienový kaučuk (EPDM) jako izolační materiál vodičů a kabelů více než 60letou historii. Stejnou nezastupitelnou pozici má EPDM a polyvinylchlorid (PVC) a síťovaný polyetylen (XLPE) a další izolační materiály, jejichž jedinečné přednosti jsou: delší životnost, lepší odolnost proti vodě a kyslíku a tepelná stabilita, širší rozsah provozních teplot. Vzhledem k tomu, že aplikace EPDM v oblasti elektroizolací je stále rozsáhlejší, požadavky na klíčové indikátory EPDM jsou také stále náročnější, zejména v některých high-end aplikacích, má kontrola klíčových indikátorů EPDM přísnější požadavky, pouze pokud jsou odpovídající klíčové indikátory v rozumném rozsahu, aby EPDM vyhovovalo zpracování, výkonu a použití požadavků. Vezměte EPDM jako příklad pro výrobu izolace vodičů a kabelů středního napětí, pokud pevnost v tahu, prodloužení v roztržení, pevnost při průrazu, dielektrická ztráta, objemový odpor a další důležité mechanické a elektrické vlastnosti produktu mohou splňovat požadavky, musí mít surovina EPDM obsah ethylenu, měsíčková viskozita, obsah diolefinů a čistota a další klíčové ukazatele přísné limity. Existuje mnoho faktorů, které ovlivňují odolnost proti průrazu EPDM izolace vodičů a kabelů. Kromě výše uvedeného obsahu etylenu, obsahu diolefinů a čistoty má na odolnost produktu důležitý vliv obsah gelu v EPDM, jakož i úprava a optimalizace receptury zpracování. Nejsou to pouze jednotlivé a izolované ovlivňující faktory, ale také spolupracují, aby měly komplexní účinek na odolnost proti elektrickému průrazu produktů. V tomto článku jsou některé faktory, které ovlivňují odolnost proti průrazu EPDM, vybrány pro systematický výzkum a analýzu, aby poskytly důležitou referenci pro syntézu produktů EPDM pro izolaci vodičů a kabelů.
1 Vliv obsahu ENB na pevnost průrazu
obsah ENB (hmotnostní zlomek) < 4,5 % a se zvýšením obsahu ENB klesá průrazná pevnost produktu; Obsah ENB (hmotnostní zlomek) ≥4,5 % as nárůstem obsahu ENB (hmotnostní zlomek) se zvyšuje průraznost produktu.
2. Vliv čistoty pryže na průraznou pevnost
Při použití EPDM při zpracování elektroizolačních materiálů je do určité míry vyžadována čistota materiálu. Čistota EPDM se obvykle vyjadřuje obsahem popela, který se skládá především z anorganických solí obsahujících kovové ionty (vanad, hliník, železo, sodík atd.) vnesené během polymerace a následného zpracování a také cizí nečistoty. Přítomnost popela, ekvivalentní fyzickému 'defektu', se snadno stane průlomem v pryžových výrobcích zásahem elektrickým proudem. Jak se zvyšuje obsah popela v EPDM, zvyšuje se také obsah kovových iontů ve vzorku a snižuje se pevnost konečného produktu. Popel (kovové ionty, cizí nečistoty) má určitý vliv na elektrický průrazný výkon produktu. S ohledem na vliv kovových iontů na odolnost produktu proti průrazu budou kovové ionty v testovaném vzorku tvořit lokalizované pole uvnitř produktu působením vnějšího elektrického pole, které bude superponováno s vnějším polem, aby se produkt poškodil. Se zvyšujícím se obsahem kovových iontů ve vzorku se postupně zvyšuje intenzita vnitřního pole a zvyšuje se také možnost lokalizované agregace kovových iontů, což má za následek abnormálně vysoké místní intenzity pole a všechny tyto faktory snižují odolnost produktu proti průrazu. Za druhé, zvažte dopad cizích nečistot na odolnost výrobků, pryžové výrobky v cizích nečistotách zahrnují hlavně písek a rez atd., obvykle jsou tyto nečistoty a pryžové výrobky velmi špatně kompatibilní a jejich přítomnost u pryžových výrobků je ekvivalentní 'defektu', který ničí jednotnost a integritu pryžových výrobků. Když vnější vysokonapěťové elektrické pole působí na elektroizolační výrobky EPDM s 'defekty', bude relativně snadné prorazit elektrické izolační produkty v místě 'defektů', čímž se sníží odolnost výrobku vůči elektrickému průrazu.
3. Vliv obsahu gelu na pevnost průrazu
Gel je speciální struktura 'gumových částic' vzniklá při polymeraci EPDM. Vzhledem k jeho speciální morfologii a struktuře je jeho interakce s normálním molekulárním řetězcem v pryžovém produktu relativně slabá a jeho existenci lze také považovat za 'nečistotu' zůstávající v pryžovém produktu. '. U vysoce kvalitních elektroizolačních produktů EPDM může mít obsah gelu také vliv na elektrický rozklad produktu. Se zvyšujícím se obsahem gelu v EPDM klesá pevnost konečného produktu. Protože gel je síťovaná struktura, jeho morfologie je výrazně odlišná od morfologie normálních molekulárních řetězců EPDM, a proto je méně kompatibilní s molekulárními řetězci EPDM, které jsou normálními povrchovými molekulárními řetězci a normálními molekulárními řetězci EPDM, než u normálních povrchových molekulárních řetězců. mezi normálními molekulárními řetězci EPDM Interakční síla mezi povrchem gelu a normálními molekulárními řetězci je slabší než mezi normálními molekulárními řetězci EPDM a povrch gelu není nutně 'vyplněn' molekulárními řetězci EPDM.
Povrch gelu nemusí být nutně 'vyplněn' molekulárními řetězci EPDM a mohou zde být určité 'mezery'. Protože existence gelu ovlivní homogenitu produktu, zpracovaný produkt vytvoří kolem gelu gradient pole působením vnějšího vysokonapěťového elektrického pole. Čím větší je rozdíl mezi morfologií a strukturou gelu a okolními molekulovými řetězci EPDM, tím větší je tvorba gradientu pole, tím snazší je prolomit povrch gelu, který má slabší relativní sílu a v produktu může být 'mezera'. Čím větší je rozdíl mezi molekulárními řetězci EPDM, tím větší je gradient pole, tím je pravděpodobnější, že dojde ke zničení povrchu gelu, kde je relativní síla slabší a mohou tam být 'mezery', tvořící 'defekty' v produktu, což vede k brzkému rozpadu vzorku, a tím ke snížení schopnosti rozkladu vzorku.
4. Vliv zpracovatelského vzorce na průraznou pevnost
Zpracovatelský vzorec je klíčovým článkem při zpracování výrobků EPDM na elektroizolační výrobky, ale také jedním z klíčových faktorů ovlivňujících odolnost elektroizolačních výrobků. Úprava a optimalizace základního zpracovatelského vzorce a přidání elektroizolačních přísad může výrazně zlepšit odolnost elektroizolačních výrobků. Poté, co je stejná surovina EPDM zpracována podle různých vzorců, mechanické vlastnosti se příliš nemění a druhá je pouze o 5% vyšší než první, ale elektrická průrazná pevnost má významnou změnu a druhá je přibližně o 60% vyšší než první. Hlavním důvodem zlepšení mechanických a elektrických vlastností je to, že výrobce lodních kabelů optimalizoval dávkování diisopropylbenzenperoxidu při zpracování produktů tak, aby dvojné vazby v postranním řetězci ENB byly plně zesíťovány a redukovány zbytkové dvojné vazby a přidáván kaolin a další elektroizolační přísady, které zvyšují adsorbční povrch a zbývající vodivost a mohou adsorbovat ionty. Výše uvedené dva body jsou dostatečné k prokázání důležitosti zpracovatelského vzorce pro zlepšení elektrického průrazného výkonu elektroizolačních produktů EPDM.
5.Závěr
(1) Dvojná vazba v postranním řetězci třetího monomeru (ENB) v EPDM je dostatečně zesíťována.
(1) EPDM ve třetím monomeru (ENB) v postranním řetězci dvojné vazby, čím plněji zesíťovaný, tím nižší je počet zbytků, tím je pro elektrické izolační produkty (izolace vodičů a kabelů) lepší odolnost proti průrazu.
(2) Čím vyšší je čistota suroviny EPDM (čím nižší je obsah popela), tím je pro zlepšení odolnosti elektrických izolačních produktů (izolační vrstva drátů a kabelů) užitečnější.
(3) Čím nižší je obsah gelu v surovině EPDM, tím více to pomáhá zlepšit odolnost elektrických izolačních produktů (izolace vodičů a kabelů) proti elektrickému průrazu.
(3) Čím nižší je obsah gelu v surovině EPDM, tím lepší je odolnost proti průrazu elektrických izolačních výrobků (izolace vodičů a kabelů).
(4) Úprava množství EPDM v základním složení elektrických izolátorů (izolace vodičů a kabelů) a jeho doplnění o elektroizolační přísady může výrazně zlepšit průrazný odpor elektrických izolátorů (izolace vodičů a kabelů).
