La copolimerizzazione di etilene, propilene e diolefine non coniugate della gomma etilene propilene diene (EPDM) come materiale isolante per fili e cavi ha più di 60 anni di storia. EPDM e cloruro di polivinile (PVC) e polietilene reticolato (XLPE) e altri materiali isolanti hanno la stessa posizione insostituibile e i suoi vantaggi unici sono: maggiore durata, migliore resistenza all'acqua e all'ossigeno e stabilità termica, una gamma più ampia di temperature di esercizio. Poiché l'applicazione dell'EPDM nel campo dell'isolamento elettrico è sempre più ampia, anche i requisiti degli indicatori chiave dell'EPDM sono sempre più esigenti, soprattutto in alcune applicazioni di fascia alta, il controllo degli indicatori chiave dell'EPDM ha requisiti più rigorosi, solo quando gli indicatori chiave corrispondenti si trovano in un intervallo ragionevole, in modo che l'EPDM soddisfi i requisiti di elaborazione, prestazione e utilizzo. Prendiamo l'EPDM come esempio per la produzione di fili e cavi isolanti di media tensione, se la resistenza alla trazione, l'allungamento allo strappo, la resistenza alla rottura, la perdita dielettrica, la resistività volumetrica e altre importanti proprietà meccaniche ed elettriche del prodotto possono soddisfare i requisiti, il contenuto di etilene della materia prima EPDM, la viscosità mooney, il contenuto e la purezza di diolefine e altri indicatori chiave devono avere limiti rigorosi. Esistono molti fattori che influenzano la resistenza alla rottura dell'isolamento di fili e cavi in EPDM. Oltre al contenuto di etilene sopra menzionato, al contenuto e alla purezza di diolefina, il contenuto di gel nell'EPDM, nonché la regolazione e l'ottimizzazione della formula di lavorazione hanno un impatto importante sulla resistenza alla rottura del prodotto. Non sono solo fattori d'influenza singoli e isolati, ma interagiscono anche per avere un effetto complessivo sulla resistenza ai guasti elettrici dei prodotti. In questo articolo, alcuni dei fattori che influenzano la resistenza alla rottura dell'EPDM sono selezionati per la ricerca e l'analisi sistematiche, al fine di fornire un importante riferimento per la sintesi di prodotti EPDM per l'isolamento di fili e cavi.
1 Effetto del contenuto di ENB sulla resistenza alla rottura
Contenuto di ENB (frazione di massa) <4,5% e con l'aumento del contenuto di ENB, la resistenza alla rottura del prodotto diminuisce; Contenuto di ENB (frazione di massa) ≥4,5% e con l'aumento del contenuto di ENB (frazione di massa), aumenta la resistenza alla degradazione del prodotto.
2. Influenza della purezza della gomma sulla resistenza alla rottura
Quando l'EPDM viene utilizzato nella lavorazione di materiali isolanti elettrici, è richiesta in una certa misura la purezza del materiale. La purezza dell'EPDM è solitamente espressa in termini di contenuto di ceneri, che è composto principalmente da sali inorganici contenenti ioni metallici (vanadio, alluminio, ferro, sodio, ecc.) introdotti durante la polimerizzazione e la post-lavorazione, nonché impurità estranee. La presenza di cenere, equivalente ad un 'difetto' fisico, può facilmente provocare una svolta nei prodotti in gomma mediante scossa elettrica. All’aumentare del contenuto di ceneri nell’EPDM, aumenta anche il contenuto di ioni metallici nel campione e diminuisce la resistenza alla rottura del prodotto finito. Le ceneri (ioni metallici, impurità estranee) hanno un certo impatto sulle prestazioni di guasto elettrico del prodotto. Considerando l'effetto degli ioni metallici sulla resistenza alla rottura del prodotto, gli ioni metallici nel campione di prova formeranno un campo localizzato all'interno del prodotto sotto l'azione del campo elettrico esterno, che si sovrapporrà al campo esterno danneggiando il prodotto. Man mano che il contenuto di ioni metallici nel campione aumenta, l'intensità del campo interno aumenta gradualmente e aumenta anche la possibilità di aggregazione localizzata degli ioni metallici, con conseguente intensità di campo locale anormalmente elevata e tutti questi fattori ridurranno la resistenza alla rottura del prodotto. In secondo luogo, considerare l'impatto delle impurità estranee sulla resistenza alla rottura dei prodotti, i prodotti in gomma nelle impurità estranee includono principalmente sabbia e ruggine, ecc., Di solito, queste impurità e prodotti in gomma hanno una compatibilità molto scarsa e la loro presenza per i prodotti in gomma equivale a un 'difetto', che distrugge l'uniformità e l'integrità dei prodotti in gomma. Quando un campo elettrico esterno ad alta tensione agisce sui prodotti isolanti elettrici EPDM con 'difetti', sarà relativamente facile sfondare i prodotti isolanti elettrici in corrispondenza dei 'difetti', riducendo così la resistenza del prodotto ai guasti elettrici.
3. Influenza del contenuto di gel sulla resistenza alla degradazione
Il gel è una struttura speciale di 'particelle di gomma' formata durante la polimerizzazione dell'EPDM. A causa della sua speciale morfologia e struttura, la sua interazione con la normale catena molecolare nel prodotto in gomma è relativamente debole e la sua esistenza può anche essere considerata come una 'impurità' rimasta nel prodotto in gomma. '. Per i prodotti di isolamento elettrico EPDM di alta qualità, il contenuto di gel può anche avere un impatto sulle prestazioni di rottura elettrica del prodotto. All'aumentare del contenuto di gel nell'EPDM, la resistenza alla rottura del prodotto finito diminuisce. Poiché il gel è una struttura a rete reticolata, la sua morfologia è significativamente diversa da quella delle normali catene molecolari EPDM, e quindi è meno compatibile con le catene molecolari EPDM rispetto alle normali catene molecolari EPDM e l'interazione tra la superficie del gel e le normali catene molecolari è più debole di quella tra le normali catene molecolari EPDM. la forza di interazione tra la superficie del gel e le normali catene molecolari è più debole di quella tra le normali catene molecolari dell'EPDM e la superficie del gel non è necessariamente 'riempita' con le catene molecolari dell'EPDM.
La superficie del gel non è necessariamente 'riempita' con catene molecolari di EPDM e potrebbero esserci alcuni 'lacune'. Poiché l'esistenza del gel influenzerà l'omogeneità del prodotto, il prodotto lavorato formerà un gradiente di campo attorno al gel sotto l'azione del campo elettrico esterno ad alta tensione. Maggiore è la differenza tra la morfologia e la struttura del gel e le catene molecolari circostanti dell'EPDM, maggiore è la formazione del gradiente di campo, più facile è rompere la superficie del gel che ha una forza relativa più debole e potrebbe esserci un 'gap' nel prodotto. Maggiore è la differenza tra le catene molecolari dell'EPDM, maggiore è il gradiente di campo, maggiore è la probabilità di distruggere la superficie del gel dove la forza relativa è più debole e potrebbero esserci 'spazi vuoti', formando 'difetti' nel prodotto, portando alla rottura anticipata del campione e riducendo così le prestazioni di rottura del campione.
4. Influenza della formula di lavorazione sulla resistenza alla rottura
La formula di lavorazione è un anello chiave nella trasformazione dei prodotti EPDM in prodotti per l'isolamento elettrico, ma anche uno dei fattori chiave che influenzano le prestazioni di rottura dei prodotti per l'isolamento elettrico. La regolazione e l'ottimizzazione della formula di lavorazione di base e l'aggiunta di additivi per l'isolamento elettrico possono migliorare significativamente le prestazioni di guasto dei prodotti per l'isolamento elettrico. Dopo che la stessa materia prima EPDM è stata lavorata secondo formule diverse, le proprietà meccaniche non cambiano molto, e quest'ultima è solo circa il 5% più alta della prima, ma la resistenza alla rottura elettrica ha un cambiamento significativo, e la seconda è circa il 60% più alta della prima. Il motivo principale del miglioramento delle proprietà meccaniche ed elettriche è che il produttore di cavi marini ha ottimizzato il dosaggio di perossido di diisopropil benzene durante la lavorazione dei prodotti, in modo che i doppi legami nella catena laterale dell'ENB siano completamente reticolati e i doppi legami residui siano ridotti e vengano aggiunti caolino e altri additivi isolanti elettrici, che aumentano la superficie e l'attività adsorbente e possono adsorbire gli ioni conduttivi rimanenti nei prodotti. I due punti precedenti sono sufficienti per dimostrare l'importanza della formula di lavorazione per migliorare le prestazioni di guasto elettrico dei prodotti di isolamento elettrico EPDM.
5.Conclusione
(1) Il doppio legame nella catena laterale del terzo monomero (ENB) nell'EPDM è sufficientemente reticolato.
(1) EPDM nel terzo monomero (ENB) nella catena laterale del doppio legame, quanto più è completamente reticolato, tanto minore è il numero di residui, tanto più favorevole alle prestazioni di resistenza alla rottura elettrica dei prodotti di isolamento elettrico (isolamento di fili e cavi).
(2) Maggiore è la purezza della materia prima EPDM (minore è il contenuto di ceneri), più utile è il miglioramento della resistenza alla rottura elettrica dei prodotti di isolamento elettrico (strato isolante di fili e cavi).
(3) Quanto più basso è il contenuto di gel della materia prima EPDM, tanto più aiuta a migliorare la resistenza alla rottura elettrica dei prodotti per l'isolamento elettrico (isolamento di fili e cavi).
(3) Minore è il contenuto di gel della materia prima EPDM, migliore è la resistenza alla rottura dei prodotti di isolamento elettrico (isolamento di fili e cavi).
(4) La regolazione della quantità di EPDM nella formulazione di base degli isolanti elettrici (isolamento di fili e cavi) e l'integrazione con additivi isolanti elettrici può migliorare significativamente la resistenza alla rottura degli isolanti elettrici (isolamento di fili e cavi).
