Prin copolimerizarea etilenei, propilenei și diolefinelor neconjugate a cauciucului etilen propilen dienă (EPDM) ca material de izolație a sârmei și cablurilor are o istorie de peste 60 de ani. EPDM și clorura de polivinil (PVC) și polietilena reticulata (XLPE) și alte materiale izolante au aceeași poziție de neînlocuit, iar avantajele sale unice sunt: durată de viață mai lungă, rezistență mai bună la apă și oxigen și stabilitate termică, o gamă mai largă de temperaturi de funcționare. Pe măsură ce aplicarea EPDM în domeniul izolației electrice este din ce în ce mai extinsă, cerințele indicatorilor cheie EPDM sunt, de asemenea, din ce în ce mai exigente, în special în unele aplicații de vârf, controlul indicatorilor cheie ai EPDM are cerințe mai stricte, numai atunci când indicatorii cheie corespunzători sunt într-un interval rezonabil, astfel încât EPDM să îndeplinească cerințele de procesare, performanță și utilizare. Luați EPDM ca exemplu pentru fabricarea izolației de sârmă și cablu de medie tensiune, dacă rezistența la tracțiune, alungirea la rupere, rezistența la rupere, pierderea dielectrică, rezistivitatea volumului și alte proprietăți mecanice și electrice importante ale produsului pot îndeplini cerințele, conținutul de etilenă EPDM de materie primă, vâscozitatea mooney, conținutul de diolefine și puritate și alți indicatori-cheie stricti. Există mulți factori care afectează rezistența la rupere a sârmei EPDM și a izolației cablurilor. Pe lângă conținutul de etilenă menționat mai sus, conținutul de diolefină și puritatea, conținutul de gel din EPDM, precum și ajustarea și optimizarea formulei de prelucrare au un impact important asupra rezistenței la defalcare a produsului. Aceștia nu sunt doar factori de influență unici și izolați, ci lucrează și împreună pentru a avea un efect cuprinzător asupra rezistenței la defecțiune electrică a produselor. În această lucrare, unii dintre factorii care afectează rezistența la rupere a EPDM sunt selectați pentru cercetare și analiză sistematică, pentru a oferi o referință importantă pentru sinteza produselor EPDM pentru izolarea firelor și cablurilor.
1 Efectul conținutului de ENB asupra rezistenței la defalcare
Conținutul de ENB (fracția de masă) <4,5%, iar odată cu creșterea conținutului de ENB, rezistența la rupere a produsului scade; Conținutul de ENB (fracția de masă) ≥4,5%, iar odată cu creșterea conținutului de ENB (fracția de masă), rezistența la rupere a produsului crește.
2. Influența purității cauciucului asupra rezistenței la rupere
Atunci când EPDM este utilizat în prelucrarea materialelor electroizolante, puritatea materialului este necesară într-o anumită măsură. Puritatea EPDM este de obicei exprimată în termeni de conținut de cenușă, care este compusă în principal din săruri anorganice care conțin ioni metalici (vanadiu, aluminiu, fier, sodiu etc.) introduse în timpul polimerizării și post-procesării, precum și din impurități străine. Prezența cenușii, echivalentă cu un „defect” fizic, devine cu ușurință o descoperire în produsele din cauciuc prin șoc electric. Pe măsură ce crește conținutul de cenușă din EPDM, crește și conținutul de ioni metalici din probă, iar rezistența la rupere a produsului finit scade. Cenușa (ioni de metal, impurități străine) are un anumit impact asupra performanței de defecțiune electrică a produsului. Având în vedere efectul ionilor metalici asupra rezistenței la rupere a produsului, ionii metalici din proba de testat vor forma un câmp localizat în interiorul produsului sub acțiunea câmpului electric extern, care va fi suprapus cu câmpul extern pentru a deteriora produsul. Pe măsură ce conținutul de ioni metalici din eșantion crește, intensitatea câmpului intern crește treptat, iar posibilitatea agregării localizate a ionilor metalici crește, de asemenea, ceea ce duce la intensități locale anormal de mari ale câmpului, iar toți acești factori vor reduce rezistența la rupere a produsului. În al doilea rând, luați în considerare impactul impurităților străine asupra rezistenței la defalcare a produselor, produsele din cauciuc în impuritățile străine includ în principal nisip și rugină etc., de obicei, aceste impurități și produse din cauciuc sunt compatibile foarte slabe, iar prezența lor pentru produsele din cauciuc este echivalentă cu un „defect”, distrugând uniformitatea și integritatea produselor din cauciuc. Când un câmp electric extern de înaltă tensiune acționează asupra produselor de izolare electrică EPDM cu „defecte”, va fi relativ ușor să spargeți produsele de izolație electrică la „defecte”, reducând astfel rezistența produsului la defecțiunea electrică.
3. Influența conținutului de gel asupra rezistenței la descompunere
Gelul este o structură specială de „particule de cauciuc” formate în timpul polimerizării EPDM. Datorită morfologiei și structurii sale speciale, interacțiunea sa cu lanțul molecular normal din produsul din cauciuc este relativ slabă, iar existența sa poate fi, de asemenea, privită ca o „impuritate” rămasă în produsul din cauciuc. '. Pentru produsele de izolare electrică EPDM de înaltă calitate, conținutul de gel poate avea, de asemenea, un impact asupra performanței de defalcare electrică a produsului. Pe măsură ce conținutul de gel din EPDM crește, rezistența la descompunere a produsului finit scade. Deoarece gelul este o structură de plasă reticulat, morfologia sa este semnificativ diferită de cea a EPDM normală și, prin urmare, este mai puțin compatibilă cu lanțurile moleculare EPDM și interacțiunea moleculară normală cu lanțurile moleculare EPDM și EPDM. suprafața gelului și lanțurile moleculare normale este mai slabă decât cea dintre lanțurile moleculare normale EPDM. Forța de interacțiune dintre suprafața gelului și lanțurile moleculare normale este mai slabă decât cea dintre lanțurile moleculare normale EPDM, iar suprafața gelului nu este neapărat „umplută” cu lanțuri moleculare EPDM.
Suprafața gelului nu este neapărat „umplută” cu lanțuri moleculare EPDM și pot exista unele „goluri”. Deoarece existența gelului va afecta omogenitatea produsului, produsul prelucrat va forma un gradient de câmp în jurul gelului sub acțiunea câmpului electric extern de înaltă tensiune. Cu cât este mai mare diferența dintre morfologia și structura gelului și lanțurile moleculare EPDM din jur, cu atât este mai mare formarea gradientului de câmp, cu atât este mai ușor să spargeți suprafața gelului care are o forță relativă mai slabă și poate exista un „decalaj” în produs. Cu cât este mai mare diferența dintre lanțurile moleculare EPDM, cu atât este mai mare gradientul câmpului, cu atât este mai probabil să distrugă suprafața gelului unde forța relativă este mai slabă și pot exista „goluri”, formând „defecte” în produs, ducând la defalcarea timpurie a probei și, astfel, reducând performanța de defalcare a probei.
4. Influența formulei de prelucrare asupra rezistenței la rupere
Formula de procesare este o verigă cheie în procesarea produselor EPDM în produse de izolare electrică, dar și unul dintre factorii cheie care afectează performanța de defalcare a produselor de izolație electrică. Ajustarea și optimizarea formulei de bază de procesare și adăugarea de aditivi de izolare electrică pot îmbunătăți semnificativ performanța de defalcare a produselor de izolație electrică. După ce aceeași materie primă EPDM este procesată conform diferitelor formule, proprietățile mecanice nu se schimbă mult, iar cea din urmă este doar cu aproximativ 5% mai mare decât prima, dar rezistența electrică la rupere are o schimbare semnificativă, iar cea din urmă este cu aproximativ 60% mai mare decât prima. Motivul principal pentru îmbunătățirea proprietăților mecanice și electrice este că producătorul de cabluri marine a optimizat doza de peroxid de diizopropil benzen în timpul procesării produselor, astfel încât legăturile duble din lanțul lateral al ENB sunt complet reticulate, iar legăturile duble reziduale sunt reduse, iar caolinul și alți aditivi electrici izolatori, pot adăuga suprafață adsorbantă și pot crește activitatea adsorbantă și conductoare. rămânând în produse. Cele două puncte de mai sus sunt suficiente pentru a demonstra importanța formulei de procesare pentru a îmbunătăți performanța de defecțiune electrică a produselor de izolare electrică EPDM.
5.Concluzie
(1) Legătura dublă din lanțul lateral al celui de-al treilea monomer (ENB) în EPDM este mai suficient de reticulat.
(1) EPDM în al treilea monomer (ENB) în lanțul lateral al dublei legături, cu cât este mai complet reticulat, cu atât este mai mic numărul de reziduuri, cu atât mai favorabile pentru performanța rezistenței electrice la defecțiune a produselor de izolație electrică (izolarea firelor și cablurilor).
(2) Cu cât puritatea materiei prime EPDM este mai mare (cu cât conținutul de cenușă este mai scăzut), cu atât este mai utilă pentru îmbunătățirea rezistenței electrice la rupere a produselor de izolație electrică (stratul de izolație a firelor și cablurilor).
(3) Cu cât este mai scăzut conținutul de gel al materiei prime EPDM, cu atât mai mult ajută la îmbunătățirea rezistenței la defecțiuni electrice a produselor de izolație electrică (izolarea firelor și cablurilor).
(3) Cu cât conținutul de gel al materiei prime EPDM este mai scăzut, cu atât este mai bună rezistența la rupere a produselor de izolare electrică (izolarea sârmei și cablurilor).
(4) Ajustarea cantității de EPDM din formula de bază a izolatorilor electrici (izolarea sârmei și a cablurilor) și completarea acesteia cu aditivi de izolație electrică poate îmbunătăți semnificativ rezistența la rupere a izolatorilor electrici (izolarea sârmei și cablurilor).
