Eteenin, propeenin ja konjugoimattoman diolefiinin kopolymeroinnilla eteeni-propyleenidieenikumin (EPDM) johdon ja kaapelin eristemateriaalina on yli 60 vuoden historia. EPDM:llä ja polyvinyylikloridilla (PVC) ja silloitetulla polyeteenillä (XLPE) ja muilla eristysmateriaaleilla on sama korvaamaton asema, ja sen ainutlaatuisia etuja ovat: pidempi käyttöikä, parempi veden- ja hapenkestävyys sekä lämpöstabiilisuus, laajempi käyttölämpötila-alue. Koska EPDM:n käyttö sähköeristyksen alalla on yhä laajempaa, myös EPDM-avainindikaattoreiden vaatimukset ovat yhä vaativampia, etenkin joissakin huippuluokan sovelluksissa, EPDM:n avainindikaattoreiden hallinnassa on tiukemmat vaatimukset, vain kun vastaavat tunnusluvut ovat kohtuullisella alueella, jotta EPDM täyttää vaatimusten käsittelyn, suorituskyvyn ja käytön. Otetaan EPDM esimerkkinä keskijännitelangan ja -kaapelin eristeiden valmistukseen, jos tuotteen vetolujuus, repeytysvenymä, murtumislujuus, dielektrisyyshäviö, tilavuusvastus ja muut tärkeät mekaaniset ja sähköiset ominaisuudet täyttävät vaatimukset, raaka-aineen EPDM-eteenipitoisuudella, Mooney-viskositeetilla, diolefiinipitoisuudella ja puhtaudella sekä muilla avainindikaattoreilla on oltava tiukat rajat. On monia tekijöitä, jotka vaikuttavat EPDM-langan ja kaapelin eristyksen murtumisvastukseen. Edellä mainitun eteenipitoisuuden, diolefiinipitoisuuden ja puhtauden lisäksi tuotteen hajoamiskestävyyteen vaikuttavat merkittävästi myös EPDM:n geelipitoisuudet sekä käsittelykaavan säätö ja optimointi. Ne eivät ole vain yksittäisiä ja erillisiä vaikuttavia tekijöitä, vaan ne toimivat yhdessä myös kokonaisvaltaisesti vaikuttaen tuotteiden sähköisen läpilyöntivastukseen. Tässä artikkelissa on valittu systemaattista tutkimusta ja analysointia varten jotkin EPDM:n läpilyöntikestävyyteen vaikuttavat tekijät, jotta saadaan tärkeä referenssi EPDM-tuotteiden synteesille lanka- ja kaapelieristykseen.
1 ENB-sisällön vaikutus murtumislujuuteen
ENB-pitoisuus (massaosuus) <4,5 % ja ENB-pitoisuuden kasvaessa tuotteen hajoamislujuus laskee; ENB-pitoisuus (massaosuus) ≥4,5 % ja ENB-pitoisuuden (massaosuuden) kasvaessa tuotteen hajoamislujuus kasvaa.
2. Kumin puhtauden vaikutus murtumislujuuteen
Kun EPDM:ää käytetään sähköeristysmateriaalien käsittelyssä, vaaditaan materiaalin puhtautta tietyssä määrin. EPDM:n puhtaus ilmaistaan yleensä tuhkapitoisuutena, joka koostuu pääasiassa polymeroinnin ja jälkikäsittelyn aikana joutuneista metalli-ioneja (vanadiini, alumiini, rauta, natrium jne.) sisältävistä epäorgaanisista suoloista sekä vieraista epäpuhtauksista. Fyysistä 'vikaa' vastaava tuhkan läsnäolo muuttuu helposti läpimurtoksi kumituotteissa sähköiskun seurauksena. EPDM:n tuhkapitoisuuden kasvaessa myös näytteen metalli-ionipitoisuus kasvaa ja valmiin tuotteen hajoamislujuus pienenee. Tuhkalla (metalli-ionit, vieraat epäpuhtaudet) on tietty vaikutus tuotteen sähköiseen hajoamiseen. Kun otetaan huomioon metalli-ionien vaikutus tuotteen hajoamisresistanssiin, testinäytteessä olevat metalli-ionit muodostavat tuotteen sisälle paikallisen kentän ulkoisen sähkökentän vaikutuksesta, joka tulee päällekkäin ulkoisen kentän kanssa tuotteen vahingoittamiseksi. Kun metalli-ionien pitoisuus näytteessä kasvaa, sisäinen kentänvoimakkuus vähitellen kasvaa, ja myös metalli-ionien paikallisen aggregoitumisen mahdollisuus kasvaa, mikä johtaa epänormaalin korkeisiin paikallisiin kenttävoimakkuuksiin, ja kaikki nämä tekijät vähentävät tuotteen läpilyöntivastusta. Toiseksi, harkitse vieraiden epäpuhtauksien vaikutusta tuotteiden hajoamiskestävyyteen, kumituotteet vieraissa epäpuhtauksissa sisältävät pääasiassa hiekkaa ja ruostetta jne., yleensä nämä epäpuhtaudet ja kumituotteet ovat erittäin huonosti yhteensopivia, ja niiden esiintyminen kumituotteissa vastaa 'virhettä', mikä tuhoaa kumituotteiden yhtenäisyyden ja eheyden. Kun ulkoinen suurjännitesähkökenttä vaikuttaa EPDM-sähköeristystuotteisiin, joissa on 'vikoja', on suhteellisen helppo murtaa sähköeristystuotteet 'vioista', mikä vähentää tuotteen vastustuskykyä sähköiskuja vastaan.
3. Geelisisällön vaikutus murtumislujuuteen
Geeli on EPDM:n polymeroinnin aikana muodostuneiden 'kumihiukkasten' erityinen rakenne. Erityisen morfologiansa ja rakenteensa vuoksi sen vuorovaikutus kumituotteen normaalin molekyyliketjun kanssa on suhteellisen heikkoa ja sen olemassaoloa voidaan pitää myös kumituotteeseen jäävänä 'epäpuhtautena'. '. Laadukkaissa EPDM-sähköeristetuotteissa geelipitoisuus voi myös vaikuttaa tuotteen sähköiseen läpilyöntiin. EPDM:n geelipitoisuuden kasvaessa lopputuotteen hajoamislujuus heikkenee. Koska geeli on silloitettu verkkorakenne, sen morfologia eroaa merkittävästi tavallisten EPDM-molekyyliketjujen morfologiasta, joten se on vähemmän yhteensopiva EPDM:n molekyyliketjun ja EPDM:n välisen molekyyliketjun kanssa. geelipinnan ja normaalien molekyyliketjujen välinen vuorovaikutusvoima on heikompi kuin normaalien EPDM-molekyyliketjujen välinen vuorovaikutusvoima kuin normaalien EPDM-molekyyliketjujen välillä, eikä geelin pinta välttämättä ole 'täytetty' EPDM-molekyyliketjuilla.
Geelin pinta ei välttämättä ole 'täytetty' EPDM-molekyyliketjuilla, ja siinä voi olla 'aukkoja'. Koska geelin olemassaolo vaikuttaa tuotteen homogeenisuuteen, käsitelty tuote muodostaa kenttägradientin geelin ympärille ulkoisen suurjännitesähkökentän vaikutuksesta. Mitä suurempi ero geelin ja ympäröivien EPDM-molekyyliketjujen morfologian ja rakenteen välillä, sitä suurempi kenttägradientin muodostuminen on, sitä helpompi on murtaa geelin pinta, jolla on heikompi suhteellinen voima ja tuotteessa voi olla 'rako'. Mitä suurempi ero EPDM-molekyyliketjujen välillä on, sitä suurempi on kenttägradientti, sitä todennäköisemmin tuhoaa geelin pinnan, jossa suhteellinen voima on heikompi ja jossa voi olla 'rakoja', muodostaen 'vikoja' tuotteeseen, mikä johtaa näytteen varhaiseen hajoamiseen ja siten heikentää näytteen hajoamiskykyä.
4. Prosessointikaavan vaikutus murtumislujuuteen
Käsittelykaava on keskeinen lenkki EPDM-tuotteiden jalostuksessa sähköeristetuotteiksi, mutta myös yksi avaintekijöistä, jotka vaikuttavat sähköeristystuotteiden rikkoutumiskykyyn. Peruskäsittelykaavan säätö ja optimointi sekä sähköeristyslisäaineiden lisääminen voivat parantaa merkittävästi sähköeristystuotteiden rikkoutumiskykyä. Kun sama EPDM-raaka-aine on käsitelty eri kaavoilla, mekaaniset ominaisuudet eivät muutu juurikaan, ja jälkimmäinen on vain noin 5 % korkeampi kuin edellinen, mutta sähköinen läpimurtolujuus on muuttunut merkittävästi ja jälkimmäinen noin 60 % korkeampi kuin edellinen. Pääsyy mekaanisten ja sähköisten ominaisuuksien parantamiseen on se, että merikaapelin valmistaja on optimoinut di-isopropyylibentseeniperoksidin annostuksen tuotteiden käsittelyn aikana siten, että ENB:n sivuketjun kaksoissidokset ovat täysin silloittuneita ja jäännöskaksoissidokset vähenevät ja kaoliinia ja muita sähköä eristäviä lisäaineita lisätään, jotka lisäävät pintojen aktiivisuutta ja johtavuutta. tuotteissa. Yllä olevat kaksi kohtaa riittävät todistamaan käsittelykaavan tärkeyden EPDM-sähköeristystuotteiden sähköisen läpilyöntikyvyn parantamiseksi.
5. Johtopäätös
(1) Kolmannen monomeerin (ENB) sivuketjussa oleva kaksoissidos EPDM:ssä on riittävän silloitettu.
(1) EPDM kaksoissidoksen sivuketjun kolmannessa monomeerissä (ENB), mitä täydellisemmin silloitettu, sitä pienempi jäämien määrä, sitä paremmin sähköeristystuotteet (johtimien ja kaapelien eristys) kestävät sähköä.
(2) Mitä puhtaampi EPDM-raaka-aine (mitä pienempi tuhkapitoisuus), sitä enemmän se auttaa parantamaan sähköeristystuotteiden (johtimien ja kaapelien eristyskerros) sähköiskun kestävyyttä.
(3) Mitä pienempi EPDM-raaka-aineen geelipitoisuus on, sitä enemmän se auttaa parantamaan sähköeristystuotteiden (johtimien ja kaapelien eristys) sähköiskun kestävyyttä.
(3) Mitä pienempi geelipitoisuus EPDM-raaka-aineessa on, sitä parempi on sähköeristystuotteiden (johtimien ja kaapelien eristys) kestävyys.
(4) Säätämällä EPDM:n määrää sähköeristeiden peruskoostumuksessa (johtimien ja kaapelien eristys) ja täydentämällä sitä sähköeristyslisäaineilla voidaan merkittävästi parantaa sähköeristeiden (johtimien ja kaapelien eristys) läpilyöntivastusta.
