Medzi polymérnymi materiálmi, ktoré môžu nahradiť keramiku a sklo, má silikónový kaučuk praktické úspechy od 60. rokov minulého storočia a vyniká medzi niekoľkými polymérmi. Silikónové izolátory majú viac výhod ako keramické izolátory. Po prvé, je ľahký, ľahko ovládateľný a bezpečný. Keramické izolanty navyše často trpia rozbitím, ktoré môže spôsobiť jeden náraz. A silikónové gumové izolátory dokážu vydržať mechanické otrasy, napríklad keď vozidlo narazí na telefónny stĺp.
Aj keď iné polymérne materiály majú tiež výhody opísané vyššie, iba silikónová guma nespôsobí príliš veľké znečistenie životného prostredia. Polymérové izolátory sú vodotesné, zabraňujú úniku a povrchovému oblúku od padajúcich kvapiek vody. Silikónové izolátory obnovujú odolnosť voči vode rýchlejšie ako iné polymérové izolátory, takže ide o odolné materiály, ktoré je možné používať v drsnom prostredí po dlhú dobu.
1. Charakteristika silikónovej gumy
1.1 Chemická charakteristika siloxánu
1.1.1 Chemicky stabilné väzby
Hlavný reťazec silikónovej gumy pozostáva zo siloxánových (Si-O) reťazcov. Pretože elektronegativita Si a O na tejto väzbe je 1,8 a 3,5, ktoré sú veľmi rozdielne, polarizačná štruktúra znázornená na obr. 1 (vynechaný), ktorý má vlastnosť iónovej väzby. Väzbová energia Si-O je teda vyššia ako väzbová energia CC (pozri tabuľku 1). Okrem toho ① v dôsledku povahy iónovej väzby hlavného reťazca sú oslabené iónové vlastnosti bočného reťazca metyl CH, ktorý nie je ľahké napadnúť inými molekulami, takže jeho chemická stabilita je dobrá; ② Pretože Si nevytvorí dvojitú väzbu a trojitú väzbu, je ťažké vytvoriť východiskový bod rozkladu hlavného reťazca (z tohto dôvodu je väzba SI-C pomerne stabilná), čo vedie k tomu, že základný reťazec silikónovej gumy je stabilnejší.
1.1.2 Vysoko flexibilný polymér
Uhol väzby (Si-O-Si) siloxánu je väčší (130 stupňov -160 stupňov) a stupeň jeho voľnosti je vyšší ako u organického polyméru (CC, C: 110 stupňov). Vzdialenosť Si-O väzby (1,64A) je tiež väčšia ako vzdialenosť CC (1,5A). Inými slovami, molekuly polyméru ako celok sa ľahko pohybujú (ľahko deformujú).
Kvôli špirálovej štruktúre polysiloxánu je polysiloxánová väzba na hlavnom reťazci dovnútra v dôsledku priťahovania iónovej väzby a vonkajšia strana je metylová skupina so slabou interakciou postranného reťazca, takže intermolekulárna príťažlivosť polysiloxánu je malá.
1.2 Charakteristika silikónovej gumy
Podľa chemických charakteristík opísaných v časti 1.1 má silikónový kaučuk nasledujúce vlastnosti, ktoré možno použiť v situáciách izolácie vysokého napätia.
1.2.1 Odolnosť voči teplu a chladu
Kvôli vysokej väzbovej energii a chemickej stabilite silikónového kaučuku je jeho tepelná odolnosť lepšia ako u organických polymérov. Navyše v dôsledku slabej interakcie medzi molekulami je teplota skleného prechodu nízka a odolnosť proti chladu je dobrá. Preto sa jeho vlastnosti nezmenia pri použití v ktorejkoľvek časti zeme.
1.2.2 vodotesný
Pretože povrch polysiloxánu je metylová skupina, je hydrofóbny, takže ho možno použiť ako vodotesný.
1.2.3 elektrické
Počet atómov uhlíka v molekulách silikónového kaučuku je menší ako v organických polyméroch, takže odolnosť voči oblúku a odolnosť proti úniku sú veľmi dobré. Navyše rovnomerným spaľovaním vznikne aj izolačný kremík, takže jeho elektrická izolácia je výborná. ,
png tyčový izolátor
1.2.4 Odolnosť voči poveternostným vplyvom
Pretože väzbová energia siloxánu je vyššia ako energia ultrafialového svetla, je menej pravdepodobné, že spôsobí starnutie v dôsledku ultrafialového svetla. V teste zrýchleného starnutia odolnosti voči ozónu sa organický polymér v priebehu niekoľkých sekúnd až niekoľkých hodín prejaví starnutím a praskaním a silikónový kaučuk aj po 4 týždňoch starnutia len mierne zníži pevnosť a nespôsobí praskanie, to znamená jeho odolnosť voči ozónu je dobrá. Kyslý dážď je zmes iónov s pH asi 5,6 a roztok bol použitý v teste umelých kyslých dažďov (500-krát). Silikónová guma má výbornú odolnosť voči chemikáliám, aj keď silikónová guma v kyslom daždi a iných zmesiach môže mať tiež rôzne zmeny, ale obávam sa, že efekt nie je veľký.
1.2.5 Trvalá deformácia
Charakteristiky trvalej deformácie (trvalé predĺženie a trvalá deformácia v tlaku) silikónového kaučuku pri izbovej teplote/vysokej teplote sú lepšie ako u organických polymérov.
2 Klasifikácia silikónovej gumy
Podľa charakteristík silikónového kaučuku pred vulkanizáciou možno rozdeliť na pevné a kvapalné dva typy, možno tiež rozdeliť na peroxidovú vulkanizáciu, adičnú reakčnú vulkanizáciu a kondenzačnú reakciu vulkanizáciu troch typov podľa mechanizmu vulkanizácie. Rozdiel medzi pevným a tekutým silikónovým kaučukom spočíva v molekulovej hmotnosti polysiloxánu. Pevná silikónová guma môže byť vulkanizovaná buď peroxidovou vulkanizáciou alebo adičnou reakciou a bežne sa označuje ako vysokoteplotná vulkanizovaná guma (HTV) a horúca vulkanizovaná guma (HCR). Hoci tekuté silikónové kaučukové materiály vulkanizované adičnou reakciou môžu byť vulkanizované aj pri izbovej teplote, ale kvôli metóde lisovania a vulkanizačnej teplote je odlišná a nazýva sa tekutá silikónová guma (LSR), nízkoteplotná vulkanizovaná guma (LTV) a dvojzložková izbová teplota vulkanizovaný kaučuk (RTV) atď. Pri výrobe polymérových izolátorov sa zvyčajne používa vstrekovanie a liatie.
Silikónový kaučuk jednozložkový typ kondenzačnej reakcie (vulkanizovaný mokrým vzduchom), môže sa použiť na stavebné tmely a elektrické a elektronické výrobky, užitočné riedenie rozpúšťadla pri použití energie, povlak vulkanizovaného silikónového kaučuku pri izbovej teplote, striekaním ako ochranný materiál pre keramické izolátory.
Silikónová guma pre polymérové izolátory
Silikónový kaučuk možno rozdeliť do niekoľkých typov podľa jeho použitia.
3.1 Silikónový kaučuk obsahujúci hydroxid hlinitý
Silikónový kaučuk s dobrou odolnosťou proti úniku a odolnosťou voči oblúku možno získať pridaním vysokého plniaceho množstva hydroxidu hlinitého (ATH). Silikónový kaučuk naplnený 50 hmot. hydroxidu hlinitého má kvalifikovanú odolnosť voči vysokonapäťovým (4,5 kV) únikovým stopám a má dobrú odolnosť voči oblúku, odolnosť voči poveternostným vplyvom, odolnosť voči soľnej hmle a odolnosť voči kyslému dažďu, môže byť použitý ako izolačný materiál v oblasti silný soľný sprej. Pretože je však táto silikónová guma vysoko plnená ATH, tak jej nevýhodou je vysoká viskozita (plast), nízka mechanická pevnosť atď.
3.2 Silikónový kaučuk bez hydroxidu hlinitého
V oblastiach, ako je vnútrozemská Európa, kde nie je soľný sprej, je možné použiť silikónový kaučuk bez ATH kvôli jeho nízkej úrovni znečistenia. Pri tejto príležitosti výberom vhodnej silikónovej gumy, bielej povrchovej úpravy sadzí, pridaním možno zlepšiť stopu odolnosti proti úniku zloženého činidla, aby sa zlepšila jeho hydrofóbnosť, aby sa splnili požiadavky na stopu odolnosti proti úniku vysokého napätia. V porovnaní so silikónovou gumou obsahujúcou ATH má nižšiu viskozitu, lepšie fyzikálne a mechanické vlastnosti a elektrické vlastnosti.
3.3 Príslušenstvo vonkajších káblov
Pretože ide o vonkajšie káblové príslušenstvo, musí mať stopovú odolnosť voči úniku. Materiály s nízkymi vlastnosťami trvalého predĺženia možno získať použitím polymérov s upravenou hustotou zosieťovania pre produkty, ktoré sa zmršťujú pri izbovej teplote (kryogénne zmršťovanie).
3.4 Pre vnútorné káblové príslušenstvo
Pretože ide o káblovú armatúru na vnútorné použitie, je veľmi nepravdepodobné, že by bola ovplyvnená soľným postrekom, takže sa často nevyžaduje, aby mala odolnosť proti úniku. Stále je potrebné mať nízke trvalé deformačné charakteristiky tam, kde sa používa zmršťovanie pri izbovej teplote (kryogénne zmrašťovanie).
3.5 Aplikácie náterov
Ak sa nastrieka na silne znečistenú časť silikónového kaučukového povlaku, môže si dlhodobo udržať dobrú hydrofóbnosť. Izolátor môže byť tiež potiahnutý podľa úrovne znečistenia, aby sa dosiahol účel pokračujúceho používania a úspory nákladov. Uvádza sa, že ak sú izolátory zo silikónovej gumy potiahnuté, hydrofóbnosť izolátorov sa môže ďalej zachovať. V súčasnosti existujú dva typy poťahovaného izolátora a gumového izolátora.