ઇથિલિન પ્રોપીલીન રબર વાયર અને કેબલ ઇન્સ્યુલેશન લેયરના બ્રેકડાઉન પ્રતિકારને અસર કરતા પરિબળો

વાયર અને કેબલ ઇન્સ્યુલેશન સામગ્રી તરીકે ઇથિલિન, પ્રોપીલીન અને નોન-કન્જુગેટેડ ડાયોલેફિન કોપોલિમરાઇઝેશન ઓફ ઇથિલિન પ્રોપીલીન ડાયેન રબર (EPDM) 60 વર્ષથી વધુનો ઇતિહાસ ધરાવે છે. EPDM અને પોલીવિનાઇલ ક્લોરાઇડ (PVC) અને ક્રોસ-લિંક્ડ પોલિઇથિલિન (XLPE) અને અન્ય ઇન્સ્યુલેટીંગ સામગ્રી સમાન બદલી ન શકાય તેવી સ્થિતિ ધરાવે છે, અને તેના અનન્ય ફાયદાઓ છે: લાંબી સેવા જીવન, પાણી અને ઓક્સિજન અને થર્મલ સ્થિરતા માટે વધુ સારી પ્રતિકાર, ઓપરેટિંગ તાપમાનની વિશાળ શ્રેણી. વિદ્યુત ઇન્સ્યુલેશનના ક્ષેત્રમાં EPDM નો ઉપયોગ વધુ ને વધુ વ્યાપક હોવાથી, EPDM કી સૂચકોની જરૂરિયાતો પણ વધુને વધુ માંગણી કરતી હોય છે, ખાસ કરીને કેટલાક ઉચ્ચ-અંતિમ એપ્લિકેશન્સમાં, EPDM ના મુખ્ય સૂચકાંકોના નિયંત્રણમાં વધુ કડક આવશ્યકતાઓ હોય છે, માત્ર ત્યારે જ જ્યારે સંબંધિત મુખ્ય સૂચકાંકો વાજબી શ્રેણીમાં હોય, જેથી EPDM ની આવશ્યકતાઓને પહોંચી વળવા અને કાર્યક્ષમતાનો ઉપયોગ કરી શકાય. મધ્યમ-વોલ્ટેજ વાયર અને કેબલ ઇન્સ્યુલેશનના ઉત્પાદન માટે EPDM ને ઉદાહરણ તરીકે લો, જો તાણની શક્તિ, ફાટવાની વિસ્તરણ, ભંગાણની શક્તિ, ડાઇલેક્ટ્રિક નુકશાન, વોલ્યુમ પ્રતિકારકતા અને ઉત્પાદનના અન્ય મહત્વપૂર્ણ યાંત્રિક અને વિદ્યુત ગુણધર્મો જરૂરિયાતોને પૂર્ણ કરી શકે છે, તો કાચા માલ EPDM ઇથિલિન સામગ્રી, મૂની સ્નિગ્ધતા અને ડાયોલેટર્સની મર્યાદામાં અન્ય મુખ્ય સામગ્રી હોવી આવશ્યક છે. EPDM વાયર અને કેબલ ઇન્સ્યુલેશનના બ્રેકડાઉન પ્રતિકારને અસર કરતા ઘણા પરિબળો છે. ઉપરોક્ત ઇથિલિન સામગ્રી, ડાયોલેફિન સામગ્રી અને શુદ્ધતા ઉપરાંત, EPDM માં જેલની સામગ્રી, તેમજ પ્રોસેસિંગ ફોર્મ્યુલાનું ગોઠવણ અને ઑપ્ટિમાઇઝેશન ઉત્પાદનના ભંગાણ પ્રતિકાર પર મહત્વપૂર્ણ અસર કરે છે. તેઓ માત્ર એકલ અને અલગ-અલગ પ્રભાવિત પરિબળો નથી, પરંતુ ઉત્પાદનોના વિદ્યુત ભંગાણ પ્રતિકાર પર વ્યાપક અસર કરવા માટે એકસાથે કામ કરે છે. આ પેપરમાં, વાયર અને કેબલ ઇન્સ્યુલેશન માટે EPDM ઉત્પાદનોના સંશ્લેષણ માટે મહત્વપૂર્ણ સંદર્ભ પ્રદાન કરવા માટે, EPDM ના ભંગાણ પ્રતિકારને અસર કરતા કેટલાક પરિબળોને પદ્ધતિસરના સંશોધન અને વિશ્લેષણ માટે પસંદ કરવામાં આવ્યા છે.

1 બ્રેકડાઉન તાકાત પર ENB સામગ્રીની અસર

ENB સામગ્રી (સામૂહિક અપૂર્ણાંક) <4.5%, અને ENB સામગ્રીના વધારા સાથે, ઉત્પાદનની ભંગાણ શક્તિ ઘટે છે; ENB સામગ્રી (સામૂહિક અપૂર્ણાંક) ≥4.5%, અને ENB સામગ્રી (સામૂહિક અપૂર્ણાંક) ના વધારા સાથે, ઉત્પાદનની ભંગાણ શક્તિ વધે છે.

2. ભંગાણની શક્તિ પર રબરની શુદ્ધતાનો પ્રભાવ

જ્યારે ઇપીડીએમનો ઉપયોગ ઇલેક્ટ્રિકલ ઇન્સ્યુલેટીંગ સામગ્રીની પ્રક્રિયામાં થાય છે, ત્યારે સામગ્રીની શુદ્ધતા અમુક હદ સુધી જરૂરી છે. EPDM ની શુદ્ધતા સામાન્ય રીતે રાખની સામગ્રીના સંદર્ભમાં વ્યક્ત કરવામાં આવે છે, જે મુખ્યત્વે પોલિમરાઇઝેશન અને પોસ્ટ-પ્રોસેસિંગ દરમિયાન રજૂ કરાયેલા મેટલ આયનો (વેનેડિયમ, એલ્યુમિનિયમ, આયર્ન, સોડિયમ, વગેરે) ધરાવતા અકાર્બનિક ક્ષાર તેમજ વિદેશી અશુદ્ધિઓથી બનેલું છે. રાખની હાજરી, ભૌતિક 'ખામી' ની સમકક્ષ, ઇલેક્ટ્રિક આંચકા દ્વારા સરળતાથી રબરના ઉત્પાદનોમાં એક સફળતા બની જાય છે. જેમ જેમ EPDM માં રાખનું પ્રમાણ વધે છે તેમ, નમૂનામાં મેટલ આયનનું પ્રમાણ પણ વધે છે, અને તૈયાર ઉત્પાદનની ભંગાણ શક્તિ ઘટે છે. એશ (મેટલ આયનો, વિદેશી અશુદ્ધિઓ) ઉત્પાદનના વિદ્યુત ભંગાણ પ્રદર્શન પર ચોક્કસ અસર કરે છે. ઉત્પાદનના ભંગાણ પ્રતિકાર પર મેટલ આયનોની અસરને ધ્યાનમાં લેતા, પરીક્ષણ નમૂનામાં મેટલ આયનો બાહ્ય ઇલેક્ટ્રિક ક્ષેત્રની ક્રિયા હેઠળ ઉત્પાદનની અંદર એક સ્થાનિક ક્ષેત્ર બનાવશે, જે ઉત્પાદનને નુકસાન પહોંચાડવા માટે બાહ્ય ક્ષેત્ર સાથે સુપરિમ્પોઝ કરવામાં આવશે. નમૂનામાં ધાતુના આયનોની સામગ્રીમાં વધારો થતાં, આંતરિક ક્ષેત્રની શક્તિ ધીમે ધીમે વધે છે, અને ધાતુના આયનોના સ્થાનિક એકત્રીકરણની શક્યતા પણ વધે છે, પરિણામે અસાધારણ રીતે ઉચ્ચ સ્થાનિક ક્ષેત્રની શક્તિઓ થાય છે, અને આ તમામ પરિબળો ઉત્પાદનના ભંગાણ પ્રતિકારને ઘટાડશે. બીજું, ઉત્પાદનોના ભંગાણ પ્રતિકાર પર વિદેશી અશુદ્ધિઓની અસરને ધ્યાનમાં લો, વિદેશી અશુદ્ધિઓમાં રબરના ઉત્પાદનોમાં મુખ્યત્વે રેતી અને રસ્ટ વગેરેનો સમાવેશ થાય છે, સામાન્ય રીતે, આ અશુદ્ધિઓ અને રબર ઉત્પાદનો ખૂબ જ નબળી સુસંગતતા ધરાવે છે, અને રબર ઉત્પાદનો માટે તેમની હાજરી 'ખામી' સમાન છે, જે રબર ઉત્પાદનોની એકરૂપતા અને અખંડિતતાને નષ્ટ કરે છે. જ્યારે બાહ્ય ઉચ્ચ-વોલ્ટેજ ઇલેક્ટ્રિક ક્ષેત્ર EPDM ઇલેક્ટ્રિકલ ઇન્સ્યુલેશન ઉત્પાદનો પર 'ખામી' સાથે કાર્ય કરે છે, ત્યારે 'ખામી' પર વિદ્યુત ઇન્સ્યુલેશન ઉત્પાદનોને તોડવું પ્રમાણમાં સરળ હશે, આમ ઇલેક્ટ્રિક બ્રેકડાઉન સામે ઉત્પાદનનો પ્રતિકાર ઘટાડશે.

3. બ્રેકડાઉન તાકાત પર જેલ સામગ્રીનો પ્રભાવ

જેલ એ EPDM ના પોલિમરાઇઝેશન દરમિયાન રચાયેલ 'રબર કણો' નું વિશિષ્ટ માળખું છે. તેના વિશિષ્ટ મોર્ફોલોજી અને બંધારણને લીધે, રબરના ઉત્પાદનમાં સામાન્ય પરમાણુ સાંકળ સાથે તેની ક્રિયાપ્રતિક્રિયા પ્રમાણમાં નબળી છે, અને તેના અસ્તિત્વને રબર ઉત્પાદનમાં બાકી રહેલી 'અશુદ્ધતા' તરીકે પણ ગણી શકાય. '. ઉચ્ચ-ગુણવત્તાવાળા EPDM ઇલેક્ટ્રિકલ ઇન્સ્યુલેશન ઉત્પાદનો માટે, જેલની સામગ્રી ઉત્પાદનના ઇલેક્ટ્રિકલ બ્રેકડાઉન પ્રદર્શન પર પણ અસર કરી શકે છે. જેમ જેમ EPDM માં જેલનું પ્રમાણ વધે છે તેમ, તૈયાર ઉત્પાદનની ભંગાણ શક્તિ ઘટે છે. જેલ એક ક્રોસલિંક્ડ મેશ માળખું હોવાથી, તેનું મોર્ફોલોજી સામાન્ય EPDM કરતા નોંધપાત્ર રીતે અલગ છે, અને તે કોમ્પ્યુલેટર અને કોમ્પ્યુલેટર ચેઇપિન સાથે ઓછી છે. સામાન્ય EPDM મોલેક્યુલર સાંકળો, અને જેલની સપાટી અને સામાન્ય પરમાણુ સાંકળો વચ્ચેની ક્રિયાપ્રતિક્રિયા સામાન્ય EPDM મોલેક્યુલર સાંકળો વચ્ચેની ક્રિયાપ્રતિક્રિયા કરતા નબળી હોય છે, અને જેલની સપાટી EPDM ચેઇન્સ સાથે 'ભરેલી' હોય તે જરૂરી નથી.

જેલની સપાટી EPDM મોલેક્યુલર ચેઇન્સથી 'ભરેલી' હોય એ જરૂરી નથી, અને તેમાં અમુક 'ગેપ્સ' હોઈ શકે છે. કારણ કે જેલનું અસ્તિત્વ ઉત્પાદનની એકરૂપતાને અસર કરશે, પ્રક્રિયા કરેલ ઉત્પાદન બાહ્ય ઉચ્ચ-વોલ્ટેજ ઇલેક્ટ્રિક ક્ષેત્રની ક્રિયા હેઠળ જેલની આસપાસ ફીલ્ડ ગ્રેડિયન્ટ બનાવશે. જેલ અને આસપાસની EPDM મોલેક્યુલર સાંકળોના મોર્ફોલોજી અને માળખું વચ્ચે જેટલો મોટો તફાવત, ફીલ્ડ ગ્રેડિયન્ટની રચના જેટલી વધારે છે, તે જેલની સપાટીને તોડવાનું સરળ છે જેનું સાપેક્ષ બળ ઓછું છે અને ઉત્પાદનમાં 'ગેપ' હોઈ શકે છે. EPDM મોલેક્યુલર ચેઇન્સ વચ્ચેનો તફાવત જેટલો વધારે છે, ફીલ્ડ ગ્રેડિયન્ટ વધારે છે, જેલની સપાટીને નાશ કરવાની શક્યતા વધારે છે જ્યાં સંબંધિત બળ નબળું હોય છે અને ત્યાં 'ગેપ' હોઈ શકે છે, જે ઉત્પાદનમાં 'ખામી' બનાવે છે, જે નમૂનાના વહેલા ભંગાણ તરફ દોરી જાય છે, અને આમ નમૂનાના ભંગાણ પ્રભાવને ઘટાડે છે.

4. બ્રેકડાઉન સ્ટ્રેન્થ પર પ્રોસેસિંગ ફોર્મ્યુલાનો પ્રભાવ

પ્રોસેસિંગ ફોર્મ્યુલા એ EPDM ઉત્પાદનોની ઇલેક્ટ્રિકલ ઇન્સ્યુલેશન પ્રોડક્ટ્સમાં પ્રોસેસિંગની મુખ્ય કડી છે, પરંતુ ઇલેક્ટ્રિકલ ઇન્સ્યુલેશન પ્રોડક્ટ્સના બ્રેકડાઉન પ્રભાવને અસર કરતા મુખ્ય પરિબળોમાંનું એક પણ છે. મૂળભૂત પ્રોસેસિંગ ફોર્મ્યુલાનું એડજસ્ટમેન્ટ અને ઑપ્ટિમાઇઝેશન અને ઇલેક્ટ્રિકલ ઇન્સ્યુલેટીંગ એડિટિવ્સનો ઉમેરો વિદ્યુત ઇન્સ્યુલેશન ઉત્પાદનોના બ્રેકડાઉન પ્રભાવમાં નોંધપાત્ર રીતે સુધારો કરી શકે છે. સમાન EPDM કાચા માલને વિવિધ સૂત્રો અનુસાર પ્રક્રિયા કર્યા પછી, યાંત્રિક ગુણધર્મોમાં વધુ ફેરફાર થતો નથી, અને બાદમાં અગાઉના કરતાં માત્ર 5% વધારે છે, પરંતુ ઇલેક્ટ્રિક બ્રેકડાઉન મજબૂતાઈમાં નોંધપાત્ર ફેરફાર થાય છે, અને બાદમાં અગાઉના કરતાં લગભગ 60% વધારે છે. યાંત્રિક અને વિદ્યુત ગુણધર્મો સુધારવાનું મુખ્ય કારણ એ છે કે દરિયાઈ કેબલ ઉત્પાદકે ઉત્પાદનોની પ્રક્રિયા દરમિયાન ડાયસોપ્રોપીલ બેન્ઝીન પેરોક્સાઇડના ડોઝને ઑપ્ટિમાઇઝ કર્યું છે, જેથી ENB ની બાજુની સાંકળમાં ડબલ બોન્ડ સંપૂર્ણ રીતે ક્રોસલિંક થાય, અને શેષ ડબલ બોન્ડ્સ ઓછા થાય, અને અન્ય ઇલેક્ટ્રીક ઉમેરણોમાં વધારો થાય. શોષક સપાટી અને પ્રવૃત્તિ, અને ઉત્પાદનોમાં બાકી રહેલા વાહક આયનોને શોષી શકે છે. ઉપરોક્ત બે મુદ્દાઓ EPDM ઇલેક્ટ્રિકલ ઇન્સ્યુલેશન ઉત્પાદનોના ઇલેક્ટ્રિકલ બ્રેકડાઉન પ્રદર્શનને સુધારવા માટે પ્રોસેસિંગ ફોર્મ્યુલાના મહત્વને સાબિત કરવા માટે પૂરતા છે.

5.નિષ્કર્ષ

(1) EPDM માં ત્રીજા મોનોમર (ENB) ની બાજુની સાંકળમાં ડબલ બોન્ડ વધુ પર્યાપ્ત રીતે ક્રોસ-લિંક્ડ છે.

(1) ડબલ બોન્ડની બાજુની સાંકળમાં ત્રીજા મોનોમર (ENB) માં EPDM, વધુ સંપૂર્ણ ક્રોસ-લિંક્ડ, અવશેષોની સંખ્યા ઓછી, ઇલેક્ટ્રિકલ ઇન્સ્યુલેશન પ્રોડક્ટ્સ (વાયર અને કેબલ ઇન્સ્યુલેશન) ઇલેક્ટ્રિક બ્રેકડાઉન પ્રતિકાર કામગીરી માટે વધુ અનુકૂળ.

(2) EPDM કાચા માલની શુદ્ધતા જેટલી વધારે છે (એશનું પ્રમાણ ઓછું હોય છે), ઇલેક્ટ્રિક ઇન્સ્યુલેશન પ્રોડક્ટ્સ (વાયર અને કેબલ ઇન્સ્યુલેશન લેયર) ઇલેક્ટ્રીક બ્રેકડાઉન રેઝિસ્ટન્સના સુધારણા માટે વધુ મદદરૂપ થાય છે.

(3) EPDM કાચા માલની જેલ સામગ્રી જેટલી ઓછી છે, તે ઇલેક્ટ્રિક ઇન્સ્યુલેશન ઉત્પાદનો (વાયર અને કેબલ ઇન્સ્યુલેશન) ઇલેક્ટ્રિક બ્રેકડાઉન પ્રતિકારને સુધારવામાં વધુ મદદ કરે છે.

(3) EPDM કાચા માલની જેલ સામગ્રી જેટલી ઓછી હશે, વિદ્યુત ઇન્સ્યુલેશન ઉત્પાદનો (વાયર અને કેબલ ઇન્સ્યુલેશન) ની બ્રેકડાઉન પ્રતિકાર વધુ સારી છે.

(4) ઇલેક્ટ્રિકલ ઇન્સ્યુલેટર્સ (વાયર અને કેબલ ઇન્સ્યુલેશન) ના બેઝ ફોર્મ્યુલેશનમાં EPDM ની માત્રાને સમાયોજિત કરીને અને તેને ઇલેક્ટ્રિકલ ઇન્સ્યુલેટિંગ એડિટિવ્સ સાથે પૂરક બનાવવાથી ઇલેક્ટ્રિકલ ઇન્સ્યુલેટર્સ (વાયર અને કેબલ ઇન્સ્યુલેશન) ના બ્રેકડાઉન પ્રતિકારમાં નોંધપાત્ર સુધારો થઈ શકે છે.