ปัจจัยที่ส่งผลต่อความต้านทานการแตกหักของลวดยางเอทิลีนโพรพิลีนและชั้นฉนวนสายเคเบิล

โดยเอทิลีน โพรพิลีน และไดโอเลฟินส์แบบไม่คอนจูเกตของยางเอทิลีนโพรพิลีนไดอีน (EPDM) เนื่องจากวัสดุฉนวนสายไฟและสายเคเบิลมีประวัติยาวนานกว่า 60 ปี EPDM และโพลีไวนิลคลอไรด์ (PVC) และโพลีเอทิลีนแบบ cross-linked (XLPE) และวัสดุฉนวนอื่นๆ มีตำแหน่งที่ไม่สามารถถูกแทนที่ได้เหมือนกัน และข้อดีที่เป็นเอกลักษณ์ของมันคือ อายุการใช้งานยาวนานขึ้น ทนทานต่อน้ำและออกซิเจนได้ดีขึ้น และมีเสถียรภาพทางความร้อน ช่วงอุณหภูมิการทำงานที่กว้างขึ้น เนื่องจากการประยุกต์ใช้ EPDM ในด้านฉนวนไฟฟ้านั้นกว้างขวางมากขึ้นเรื่อยๆ ความต้องการของตัวบ่งชี้หลัก EPDM จึงมีความต้องการมากขึ้นเรื่อยๆ โดยเฉพาะอย่างยิ่งในการใช้งานระดับไฮเอนด์บางรายการ การควบคุมตัวบ่งชี้ที่สำคัญของ EPDM จึงมีข้อกำหนดที่เข้มงวดมากขึ้น เฉพาะเมื่อตัวบ่งชี้หลักที่เกี่ยวข้องอยู่ในช่วงที่เหมาะสม เพื่อให้ EPDM สามารถตอบสนองการประมวลผล ประสิทธิภาพ และการใช้งานของข้อกำหนด ใช้ EPDM เป็นตัวอย่างสำหรับการผลิตฉนวนสายไฟและสายเคเบิลแรงดันปานกลาง หากความต้านทานแรงดึง การยืดตัวของการฉีกขาด ความต้านทานการพังทลาย การสูญเสียอิเล็กทริก ความต้านทานต่อปริมาตร และคุณสมบัติทางกลและทางไฟฟ้าที่สำคัญอื่นๆ ของผลิตภัณฑ์สามารถตอบสนองความต้องการ ปริมาณวัตถุดิบเอทิลีน EPDM ของวัตถุดิบ ความหนืดของมูนนีย์ ปริมาณไดโอเลฟิน และความบริสุทธิ์ และตัวชี้วัดสำคัญอื่นๆ จะต้องมีขีดจำกัดที่เข้มงวด มีหลายปัจจัยที่ส่งผลต่อความต้านทานการแตกหักของฉนวนลวดและสายเคเบิล EPDM นอกเหนือจากปริมาณเอทิลีนที่กล่าวมาข้างต้น ปริมาณไดโอเลฟินและความบริสุทธิ์แล้ว ปริมาณเจลใน EPDM ตลอดจนการปรับและเพิ่มประสิทธิภาพของสูตรการประมวลผลยังส่งผลกระทบที่สำคัญต่อความต้านทานการแตกหักของผลิตภัณฑ์อีกด้วย สิ่งเหล่านี้ไม่เพียงแต่เป็นปัจจัยที่มีอิทธิพลเพียงตัวเดียวเท่านั้น แต่ยังทำงานร่วมกันเพื่อให้เกิดผลกระทบอย่างครอบคลุมต่อความต้านทานการพังทลายทางไฟฟ้าของผลิตภัณฑ์อีกด้วย ในบทความนี้ เราได้เลือกปัจจัยบางประการที่ส่งผลต่อความต้านทานการพังทลายของ EPDM สำหรับการวิจัยและการวิเคราะห์อย่างเป็นระบบ เพื่อให้เป็นข้อมูลอ้างอิงที่สำคัญสำหรับการสังเคราะห์ผลิตภัณฑ์ EPDM สำหรับฉนวนสายไฟและสายเคเบิล

1 ผลของเนื้อหา ENB ต่อความแรงของการพังทลาย

ปริมาณ ENB (เศษส่วนมวล) <4.5% และเมื่อปริมาณ ENB เพิ่มขึ้น ความแข็งแรงในการแตกตัวของผลิตภัณฑ์จะลดลง ปริมาณ ENB (เศษส่วนมวล) ≥4.5% และเมื่อปริมาณ ENB เพิ่มขึ้น (เศษส่วนมวล) ความแข็งแรงในการสลายของผลิตภัณฑ์จะเพิ่มขึ้น

2. อิทธิพลของความบริสุทธิ์ของยางต่อความแข็งแรงในการแตกตัว

เมื่อใช้ EPDM ในการประมวลผลวัสดุฉนวนไฟฟ้า ความบริสุทธิ์ของวัสดุเป็นสิ่งจำเป็นในระดับหนึ่ง ความบริสุทธิ์ของ EPDM มักจะแสดงในรูปของปริมาณเถ้า ซึ่งส่วนใหญ่ประกอบด้วยเกลืออนินทรีย์ที่มีไอออนของโลหะ (วานาเดียม อลูมิเนียม เหล็ก โซเดียม ฯลฯ) ที่เกิดขึ้นในระหว่างการโพลิเมอไรเซชันและหลังการประมวลผล รวมถึงสิ่งเจือปนจากต่างประเทศ การมีอยู่ของเถ้าซึ่งเทียบเท่ากับ 'ข้อบกพร่อง' ทางกายภาพ ทำให้เกิดความก้าวหน้าในผลิตภัณฑ์ยางได้อย่างง่ายดายด้วยไฟฟ้าช็อต เมื่อปริมาณเถ้าใน EPDM เพิ่มขึ้น ปริมาณไอออนของโลหะในตัวอย่างก็จะเพิ่มขึ้นเช่นกัน และความแข็งแรงในการแตกตัวของผลิตภัณฑ์สำเร็จรูปก็ลดลง เถ้า (ไอออนของโลหะ สิ่งเจือปนจากต่างประเทศ) มีผลกระทบบางอย่างต่อประสิทธิภาพการสลายทางไฟฟ้าของผลิตภัณฑ์ เมื่อพิจารณาถึงผลกระทบของไอออนของโลหะต่อความต้านทานการแตกหักของผลิตภัณฑ์ ไอออนของโลหะในตัวอย่างทดสอบจะก่อตัวเป็นสนามไฟฟ้าภายในผลิตภัณฑ์ภายใต้การกระทำของสนามไฟฟ้าภายนอก ซึ่งจะถูกทับด้วยสนามไฟฟ้าภายนอกเพื่อสร้างความเสียหายให้กับผลิตภัณฑ์ เมื่อปริมาณไอออนของโลหะในตัวอย่างเพิ่มขึ้น ความแรงของสนามไฟฟ้าภายในจะค่อยๆ เพิ่มขึ้น และความเป็นไปได้ของการรวมตัวของไอออนของโลหะเฉพาะจุดก็จะเพิ่มขึ้นเช่นกัน ส่งผลให้ความแรงของสนามไฟฟ้าเฉพาะจุดสูงผิดปกติ และปัจจัยทั้งหมดเหล่านี้จะลดความต้านทานการแตกตัวของผลิตภัณฑ์ ประการที่สอง พิจารณาผลกระทบของสิ่งเจือปนจากต่างประเทศที่มีต่อความต้านทานการแตกหักของผลิตภัณฑ์ ผลิตภัณฑ์ยางในสิ่งเจือปนจากต่างประเทศส่วนใหญ่ประกอบด้วยทรายและสนิม ฯลฯ โดยปกติแล้ว สิ่งเจือปนและผลิตภัณฑ์ยางเหล่านี้มีความเข้ากันได้ต่ำมาก และการมีอยู่ของผลิตภัณฑ์ยางนั้นเทียบเท่ากับ 'ข้อบกพร่อง' ซึ่งทำลายความสม่ำเสมอและความสมบูรณ์ของผลิตภัณฑ์ยาง เมื่อสนามไฟฟ้าแรงสูงภายนอกกระทำกับผลิตภัณฑ์ฉนวนไฟฟ้า EPDM ที่มี 'ข้อบกพร่อง' จะค่อนข้างง่ายที่จะทะลุผ่านผลิตภัณฑ์ฉนวนไฟฟ้าที่ 'ข้อบกพร่อง' ซึ่งช่วยลดความต้านทานของผลิตภัณฑ์ต่อการพังทลายของไฟฟ้า

3. อิทธิพลของปริมาณเจลต่อความแรงของการแตกตัว

เจลเป็นโครงสร้างพิเศษของ 'อนุภาคของยาง' ที่เกิดขึ้นระหว่างกระบวนการโพลิเมอไรเซชันของ EPDM เนื่องจากลักษณะทางสัณฐานวิทยาและโครงสร้างพิเศษ การมีปฏิสัมพันธ์กับสายโซ่โมเลกุลปกติในผลิตภัณฑ์ยางจึงค่อนข้างอ่อนแอ และการดำรงอยู่ของมันยังถือได้ว่าเป็น 'สิ่งเจือปน' ที่หลงเหลืออยู่ในผลิตภัณฑ์ยาง ' สำหรับผลิตภัณฑ์ฉนวนไฟฟ้า EPDM คุณภาพสูง ปริมาณเจลอาจส่งผลต่อประสิทธิภาพการสลายทางไฟฟ้าของผลิตภัณฑ์ เมื่อปริมาณเจลใน EPDM เพิ่มขึ้น ความแข็งแรงในการสลายของผลิตภัณฑ์สำเร็จรูปจะลดลง เนื่องจากเจลเป็นโครงสร้างตาข่ายแบบเชื่อมขวาง สัณฐานวิทยาจึงแตกต่างอย่างมีนัยสำคัญจากโซ่โมเลกุล EPDM ปกติ ดังนั้นจึงเข้ากันไม่ได้กับโซ่โมเลกุล EPDM มากกว่าโซ่โมเลกุล EPDM ปกติ และปฏิสัมพันธ์ระหว่างพื้นผิวเจลกับโซ่โมเลกุลปกติจะอ่อนแอกว่าระหว่างปกติ สายโซ่โมเลกุล EPDM แรงอันตรกิริยาระหว่างพื้นผิวเจลและสายโซ่โมเลกุลปกติจะอ่อนกว่าแรงกระทำระหว่างสายโซ่โมเลกุล EPDM ปกติ และพื้นผิวเจลไม่จำเป็นต้อง 'เต็ม' ด้วยสายโซ่โมเลกุล EPDM

พื้นผิวของเจลไม่จำเป็นต้อง 'เต็ม' ด้วยโซ่โมเลกุล EPDM และอาจมี 'ช่องว่าง' อยู่บ้าง เนื่องจากการมีอยู่ของเจลจะส่งผลต่อความเป็นเนื้อเดียวกันของผลิตภัณฑ์ ผลิตภัณฑ์แปรรูปจะก่อตัวเป็นสนามลาดรอบเจลภายใต้การกระทำของสนามไฟฟ้าแรงสูงภายนอก ยิ่งความแตกต่างระหว่างสัณฐานวิทยาและโครงสร้างของเจลกับสายโซ่โมเลกุล EPDM โดยรอบมากเท่าใด การก่อตัวของการไล่ระดับของสนามก็จะยิ่งมากขึ้นเท่านั้น จะทำให้พื้นผิวของเจลแตกได้ง่ายขึ้นซึ่งมีแรงสัมพัทธ์ที่อ่อนกว่าและอาจมี 'ช่องว่าง' ในผลิตภัณฑ์ ยิ่งความแตกต่างระหว่างสายโซ่โมเลกุล EPDM ยิ่งมีการไล่ระดับสนามมากเท่าใด มีแนวโน้มที่จะทำลายพื้นผิวเจลมากขึ้นเท่านั้น โดยที่แรงสัมพัทธ์อ่อนลงและอาจมี 'ช่องว่าง' ก่อตัวเป็น 'ข้อบกพร่อง' ในผลิตภัณฑ์ ซึ่งนำไปสู่การสลายตัวอย่างเร็ว และด้วยเหตุนี้ จึงลดประสิทธิภาพการแยกส่วนของตัวอย่าง

4. อิทธิพลของสูตรการประมวลผลต่อความแรงของการแตกหัก

สูตรการประมวลผลเป็นส่วนสำคัญในการแปรรูปผลิตภัณฑ์ EPDM ให้เป็นผลิตภัณฑ์ฉนวนไฟฟ้า แต่ยังเป็นหนึ่งในปัจจัยสำคัญที่ส่งผลต่อประสิทธิภาพการแยกย่อยของผลิตภัณฑ์ฉนวนไฟฟ้า การปรับและเพิ่มประสิทธิภาพของสูตรการประมวลผลพื้นฐานและการเติมสารเติมแต่งฉนวนไฟฟ้าสามารถปรับปรุงประสิทธิภาพการแยกย่อยของผลิตภัณฑ์ฉนวนไฟฟ้าได้อย่างมีนัยสำคัญ หลังจากที่วัตถุดิบ EPDM เดียวกันได้รับการประมวลผลตามสูตรที่แตกต่างกัน คุณสมบัติทางกลจะไม่เปลี่ยนแปลงมากนัก และอย่างหลังจะสูงกว่าแบบแรกเพียงประมาณ 5% แต่ความแรงของการพังทลายด้วยไฟฟ้ามีการเปลี่ยนแปลงอย่างมีนัยสำคัญ และอย่างหลังจะสูงกว่าแบบแรกประมาณ 60% เหตุผลหลักในการปรับปรุงคุณสมบัติทางกลและทางไฟฟ้าก็คือผู้ผลิตสายเคเบิลทางทะเลได้ปรับปริมาณของไดไอโซโพรพิลเบนซีนเปอร์ออกไซด์ให้เหมาะสมในระหว่างการประมวลผลผลิตภัณฑ์ เพื่อให้พันธะคู่ในห่วงโซ่ด้านข้างของ ENB เชื่อมโยงกันอย่างสมบูรณ์ และพันธะคู่ที่เหลือจะลดลง และเพิ่มดินขาวและสารเติมแต่งฉนวนไฟฟ้าอื่น ๆ ซึ่งจะเพิ่มพื้นผิวและกิจกรรมการดูดซับและสามารถดูดซับไอออนนำไฟฟ้าที่เหลืออยู่ในผลิตภัณฑ์ สองประเด็นข้างต้นเพียงพอที่จะพิสูจน์ความสำคัญของสูตรการประมวลผลเพื่อปรับปรุงประสิทธิภาพการสลายทางไฟฟ้าของผลิตภัณฑ์ฉนวนไฟฟ้า EPDM

5.บทสรุป

(1) พันธะคู่ในสายโซ่ด้านข้างของโมโนเมอร์ตัวที่สาม (ENB) ใน EPDM มีการเชื่อมโยงข้ามที่เพียงพอมากกว่า

(1) EPDM ในโมโนเมอร์ตัวที่สาม (ENB) ในห่วงโซ่ด้านข้างของพันธะคู่ ยิ่งมีการเชื่อมโยงข้ามอย่างเต็มที่ จำนวนสารตกค้างก็จะยิ่งน้อยลงเท่านั้น ซึ่งเอื้อต่อผลิตภัณฑ์ฉนวนไฟฟ้า (ฉนวนลวดและสายเคเบิล) ประสิทธิภาพการต้านทานการพังทลายของไฟฟ้า

(2) ยิ่งความบริสุทธิ์ของวัตถุดิบ EPDM สูง (ยิ่งมีปริมาณเถ้าต่ำ) ยิ่งมีประโยชน์ในการปรับปรุงผลิตภัณฑ์ฉนวนไฟฟ้า (ชั้นฉนวนสายไฟและสายเคเบิล) ความต้านทานการพังทลายของไฟฟ้า

(3) ยิ่งปริมาณเจลของวัตถุดิบ EPDM ต่ำเท่าไรก็ยิ่งช่วยปรับปรุงผลิตภัณฑ์ฉนวนไฟฟ้า (ฉนวนสายไฟและสายเคเบิล) ความต้านทานการพังทลายของไฟฟ้าได้มากขึ้นเท่านั้น

(3) ยิ่งปริมาณเจลของวัตถุดิบ EPDM ต่ำ ความต้านทานการแตกตัวของผลิตภัณฑ์ฉนวนไฟฟ้า (ฉนวนสายไฟและสายเคเบิล) ก็จะยิ่งดีขึ้นเท่านั้น

(4) การปรับปริมาณ EPDM ในสูตรพื้นฐานของฉนวนไฟฟ้า (ฉนวนสายไฟและสายเคเบิล) และเสริมด้วยสารเติมแต่งฉนวนไฟฟ้าสามารถปรับปรุงความต้านทานการแตกหักของฉนวนไฟฟ้า (ฉนวนสายไฟและสายเคเบิล) ได้อย่างมีนัยสำคัญ