Elektros srityje vienas esminių dalykų elektros laidams ir kabeliams yra izoliacinės ir apvalkalo medžiagos.Daugelį metų elektros kabelių izoliacinė medžiaga buvo alyva impregnuotas popierius dėl puikių elektrinių savybių.Jis taip pat gali atlaikyti didelę šiluminę perkrovą be per didelio gedimo.Tačiau dėl savo higroskopiškumo metalinis apvalkalas yra pažeistas drėgmės korozijos.Todėl jau seniai buvo jaučiamas elektros kabelio izoliacinės medžiagos poreikis, turintis termoplastinių medžiagų nehigroskopiškumo derinį.
Kryžminiai polimerai gali būti ruošiami dviem skirtingais būdais.Vienas iš jų yra cheminis metodas, o kitas - jonizavimo metodas.Nors šis kryžminio susiejimo efektas suvokiamas jau daugiau nei 150 metų, jonizuojančiosios spinduliuotės kryžminimo efektą pirmą kartą įtikinamai įrodė Čarlbis.Radiacinio skersinio susiejimo metodas yra produktyviausias mažo dydžio ir plonasieniams laidams, todėl elektros ir elektroninės įrangos laidai buvo pagaminti spindulinio skersinio susiejimo metodu.Šis metodas yra naudingas dėl mažo energijos suvartojimo ir mažos erdvės.Radiacijos procesas yra lengvai valdomas ir gali sutaupyti energijos bei kontroliuoti taršą.Specifinės spinduliuotės skersinio susiejimo ypatybės apibendrinamos taip: (1) Gamybos linijos greitį galima valdyti.Galimas didelio greičio padengimas (ekstruzija), nes nereikia skersinio sujungimo agento.Naudojant didelės galios ir mažai energijos turintį greitintuvą, galima pasiekti greitą kietėjimą.(2) Kryžminio sujungimo vienodumas yra puikus.Galima atlikti vienodą kryžminį sujungimą, pasirenkant tinkamą mašiną ir pritaikant optimalią vielos padavimo konstrukciją.(3) Galima paruošti įvairių rūšių polimerus, priklausomai nuo susiuvimo laipsnio spinduliuotės būdu.Be to, kietėjimo spinduliuote procesas yra geresnis nei kietėjimo garais procesas.Kietėjimo garais metu vanduo, prasiskverbiantis į polimero sluoksnį, esant aukštam garų slėgiui, sukuria daugybę „mikrovidų“, kurie gali sukelti medžio formos dalinį gedimą, kai kabelis naudojamas.Nors reiškinys yra labai sudėtingas, medžiai gali augti ir sumažinti kabelių dielektrinį stiprumą.Be šių, kietėjimo garais procesas turi tam tikrų trūkumų energijos suvartojimo požiūriu: (a) norint pasiekti aukštą temperatūrą, reikalingas didelis garų slėgis;(b) šilumos laidumo iš kabelio išorės efektyvumas yra mažas ir (c) kabelio laidininkas sunaudoja daug energijos, dėl to sumažėja šiluminis efektyvumas ir ilgesnis kryžminio susiejimo reakcijos laikas.Radiacinis kietėjimas yra kandidatas į sausus procesus.Tačiau kyla problema, kad apšvitinimo metu izoliaciniame sluoksnyje sustojęs ir (arba) susidaręs elektronų kaupimasis taip pat sukelia medžio formos dalinį skilimą švitinimo metu ir po jo.Tai visiškai skiriasi nuo „proceso be vandens“.Kadangi polimeriniame kabelyje yra daug drėgmės ir didelių tuštumų, kietėjimo procesas yra būtinas.Be pirmiau minėtų pranašumų, puslaidininkines medžiagas galima lengvai įterpti į kietėjimo spinduliuotę procesą, o tai nėra lengva kietėjimo garais atveju, nes dauguma medžiagų negalėjo atlaikyti aukštos temperatūros ir slėgio.
Radiacinio skiepijimo technika taip pat suteikia matricos laidumą.Tai unikalus būdas sujungti laidžiąją matricą su izoliacine.Šis metodas apima pagrindinio polimero deaktyvavimą tinkamu monomeru skiepijant ir vėliau laidžio polimero nusodinimą ant aktyvaus pagrindo paviršiaus.Be izoliacinės savybės, šiuo atveju polimeras gali veikti kaip laidus.Nors jis dar nenustatytas, jis gali būti pritaikytas daugeliui potencialių, tokių kaip EMI ekranavimas, laidžios dangos ir antistatinės medžiagos.Bhattacharya ir kt.paruošė kompozitus polimeras-FEP-g-(AA)-PPY ir polimeras-FEP-g-(sty)-PPY.Iš pradžių polimeras-FEP buvo apšvitintas iš Co-60 šaltinio, o tada plėvelė buvo panardinta į skirtingą monomerų procentą.Tada PPy buvo nusodintas ant skiepyto paviršiaus oksidacine pirolio polimerizacija, naudojant geležies chloridą kaip oksidantą.Paviršiaus varža sumažėja ir yra 104–105 omų/cm2.Paviršiaus atsparumas priklauso nuo monomerų skiepijimo procento.Naudojant šią techniką galima padidinti paviršiaus laidumą, o ne tūrinį laidumą.Plėvelės fotolaidumą taip pat galima užtikrinti skiepijimo technika.Celiuliozės acetatas-g-(N-vinilkarbazolas) ir celiuliozės acetatas-g-(N-vinilkarbazolo-metilmetacilatas) yra fotolaidžios plėvelės pavyzdžiai.
Elektros kabelių pramonėje daugiausia naudojamos polietileno, polivinilchlorido (PVC), EPDM gumos.Polietilenas naudojamas dėl puikių elektrinių savybių ir ilgesnės tarnavimo trukmės.Dėl kelių priežasčių pirmenybė teikiama mažo tankio polietilenui, o ne didelio tankio polietilenui. Priežastys yra šios: (a) didesnis lankstumas;b) didesnis dielektrinis stiprumas nei didelio tankio polietileno;c) ilgesnis nei HDPE;d) mažiau apdirbamas nei HDPE ir e) mažesnė rizika, kad į LDPE izoliaciją atsiras tuštumų, kurios sukelia jonizaciją.Nepaisant visų tokių pranašumų, LDPE kaip kabelių izoliacinė medžiaga turi savo apribojimus.Kadangi jis yra termoplastinis polimeras, jo minkštėjimo temperatūra yra apie 105–115 ⬚C ir, kai jis liečiasi su tam tikromis paviršinio aktyvumo medžiagomis, gali atsirasti įtempių įtrūkimų.Polietileno molekulių kryžminis sujungimas pagerina šilumines ir fizines savybes, o jo elektrinės savybės iš esmės nesikeičia.Todėl susietas polietilenas nebėra termoplastinis polimeras.Jis suminkštėja esant polietileno kristalinei lydymosi temperatūrai ir įgauna elastingą, panašią į gumą konsistenciją – savybę, kurią jis išlaiko toliau kylant temperatūrai, kol karbonizuojasi, neištirpdamas 300 ⬚C temperatūroje.Visiškai išnyksta polinkis į stresą ir įgyjamas labai geras atsparumas senėjimui karštame ore.Dėl puikių elektrinių ir fizinių savybių dažniausiai pageidaujami kryžminiai polietileno kabeliai.Jis gali nešti dideles sroves, atlaiko lenkimą nedideliu spinduliu ir yra lengvas, todėl jį galima lengvai ir patikimai montuoti, ty jis neturi aukščio apribojimų, nes jame nėra jokios alyvos ir todėl nėra gedimų dėl alyvos migracijos alyvoje. lauko kabelis.Jam taip pat paprastai nereikia metalinio apvalkalo. Taigi jis neturi gedimų, būdingų kabeliams su metaliniu apvalkalu, korozijos ir nuovargio.Šiais laikais radiacinis kryžminimas pramoniniu būdu taikomas ne tik polietilenui, bet ir kitiems polimerams, tokiems kaip polivinilchloridas, poliizobutilenas ir kt. Pats PVC yra labai nestabilus polimeras.Komercinę reikšmę jis pradėjo įgyti tik sukūrus efektyvias stabilizavimo priemones.Modifikuojančių medžiagų (stabilizatorių, plastifikatorių, užpildų ir kitų priedų) pagalba PVC gali būti pagamintas taip, kad pasižymėtų įvairiausiomis savybėmis – nuo itin standaus iki labai lankstaus.Jo svarbą pasaulinėje rinkoje lemia jo taikymo įvairovė ir maža kaina.
Siekiant padidinti kryžminio sujungimo efektyvumą, gryni polimerai naudojami labai retai.Plastifikatoriai, antioksidantai, užpildai atlieka savo vaidmenį, kad suteiktų reikiamas savybes.Papildymas yra geresnis kryžminio susiejimo proceso metu.Į polimerus dedama plastifikatorių, kad sumažintų polimerinio produkto trapumą.Jie veikia kryžminį ryšį, kai dalyvauja laisvųjų radikalų susidarymo procese arba sklindančiose reakcijose.Dibutilftalatas, tritolilfosfatas ir dialilo fosfatas yra įprasti PVC plastifikatoriaus pavyzdžiai.Lankstumas ir elastingumas, kurie yra labai svarbūs elektros izoliacijai, pagerinami pridedant plastifikatorių į PVC.Tiesą sakant, PVC, kuris yra polinis dėl nesubalansuotos struktūros, sukelia stiprius tarpmolekulinius ryšius, kurie standžiai sujungia makromolekulines grandines, kartu paverčiant jį nelanksčiu.Antioksidantai yra kita priedų grupė, būtini bet kokiam susietam mišiniui, sukurtam praktiniam tikslui palyginti didesnį termooksidacinį stabilumą gaminant polimerą.Paprastai jie veikia kryžminį ryšį pašalindami radikalus, kurie gali sudaryti kryžminius ryšius.RC (4,4-tio-bis(6-tret-butil-3-metilfenolis), MB (merkapto benzoimidazolas) yra antioksidantų, kuriuos naudoja Ueno ir kt., pavyzdžiai. Be plastifikatorių ir antioksidantų, reikalingi dažikliai, kadangi laidų izoliacinės medžiagos buvo naudojamos ypač prietaisams. Plastikų dažikliai apima įvairias neorganines ir organines medžiagas. Pakeitusius spalvos priedus šioje srityje nerekomenduojama. Užpildai paprastai dedami siekiant pagerinti jų fizikines-mechanines savybes ir apdirbamumą. Teigiamas užpildų poveikis gali Nustatyta, kad radikalų išeiga polietilene padidėjo 50%, įdėjus nedidelį kiekį (0,05%) aerozilio. Daroma prielaida, kad didesnė radikalų gamyba vyksta tarpfazėje aerozolyje – polietilenas, kuriame makromolekulės gali būti nepusiausvyros nekompensuotų padermių būsenoje. Esant didesniam užpildo kiekiui, gali įvykti energijos perdavimas iš užpildo į polimero fazę ir taip prisidėti prie didesnio laisvųjų radikalų išeigumo.Be to, švitinimo ir reaktyviojo mišinio derinys gali paveikti kryžminių jungčių lokalizaciją išilgai polimero grandinių.
Trumpai tariant, apdorojant polimerą, kuris naudojamas elektros lauke, radiacija atlieka svarbų vaidmenį. „Radiacinis kryžminis susiejimas“ yra reiškinys, kurio dėka galima pagerinti polimerų savybes.Tai pažangiausias metodas, pvz., „vulkanizavimas“, turi tam tikrų apribojimų.Kryžminio sujungimo efektyvumą galima pagerinti pasirinkus tinkamus monomerus.Radiacinio skersinio susiejimo procese plastifikatoriai, užpildai ir antipirenai yra gana veiksmingi radiacinio kryžminimo procese.Radiacinio kryžminio susiejimo metodas taip pat labai naudingas ruošiant puslaidininkines medžiagas.Be šių, spindulinio skiepijimo technika taip pat gali būti naudojama ruošiant laidžią kompozitinę plėvelę ir plėveles, turinčias fotolaidžią elgseną.
Paskelbimo laikas: 2017-02-02