Mezi polymerními materiály, které mohou nahradit keramiku a sklo, má silikonový kaučuk praktické úspěchy od 60. let 20. století a vyniká mezi několika polymery. Silikonové izolátory mají více výhod než keramické izolátory. Za prvé je lehký, snadno ovladatelný a bezpečný. Keramické izolanty navíc často trpí rozbitím, které může způsobit jediný náraz. A silikonové pryžové izolátory vydrží mechanické otřesy, například když vozidlo narazí do telefonního sloupu.
I když jiné polymerní materiály mají také výhody popsané výše, ale pouze silikonový kaučuk nezpůsobí příliš velké znečištění životního prostředí. Polymerové izolátory jsou vodotěsné, zabraňují úniku a povrchovému oblouku od padajících kapiček vody. Silikonové pryžové izolátory obnovují odolnost proti vodě rychleji než jiné polymerové izolátory, takže se jedná o odolné materiály, které lze používat v drsných prostředích po dlouhou dobu.
1. Charakteristika silikonové pryže
1.1 Chemická charakteristika siloxanu
1.1.1 Chemicky stabilní vazby
Hlavní řetězec silikonového kaučuku se skládá ze siloxanových (Si-O) řetězců. Protože elektronegativita Si a O na této vazbě je 1,8 a 3,5, které jsou velmi odlišné, polarizační struktura, jak je znázorněna na OBR. 1 (vynecháno) vzniká, který má vlastnost iontové vazby. Vazebná energie Si-O je tedy vyšší než energie CC (viz tabulka 1). Navíc ① kvůli povaze iontové vazby hlavního řetězce jsou oslabeny iontové vlastnosti postranního řetězce methyl CH, který není snadné napadnout jinými molekulami, takže jeho chemická stabilita je dobrá; ② Protože Si nebude tvořit dvojnou a trojnou vazbu, je obtížné vytvořit výchozí bod rozkladu páteře (z tohoto důvodu je vazba SI-C poměrně stabilní), což vede k tomu, že páteř silikonového kaučuku je stabilnější.
1.1.2 Vysoce pružný polymer
Úhel vazby (Si-O-Si) siloxanu je větší (130 stupňů -160 stupňů) a stupeň jeho volnosti je vyšší než u organického polymeru (CC, C: 110 stupňů). Vzdálenost Si-O vazby (1,64A) je také větší než u CC (1,5A). Jinými slovy, molekuly polymeru se jako celek snadno pohybují (snadno deformují).
Vzhledem ke šroubovicové struktuře polysiloxanu je polysiloxanová vazba na hlavním řetězci dovnitř v důsledku přitahování iontové vazby a vně je methylová skupina se slabou interakcí postranního řetězce, takže mezimolekulární přitažlivost polysiloxanu je malá.
1.2 Charakteristika silikonové pryže
Podle chemických vlastností popsaných v části 1.1 má silikonový kaučuk následující vlastnosti, které lze použít ve vysokonapěťových izolačních situacích.
1.2.1 Odolnost vůči teplu a chladu
Vzhledem k vysoké vazebné energii a chemické stabilitě silikonového kaučuku je jeho tepelná odolnost lepší než u organických polymerů. Navíc díky slabé interakci mezi molekulami je teplota skelného přechodu nízká a odolnost proti chladu je dobrá. Proto se jeho vlastnosti při použití v jakékoli části Země nezmění.
1.2.2 vodotěsný
Vzhledem k tomu, že povrch polysiloxanu je methylová skupina, je hydrofobní, takže jej lze použít jako vodotěsný.
1.2.3 elektrické
Počet atomů uhlíku v molekulách silikonového kaučuku je menší než u organických polymerů, takže odolnost proti oblouku a odolnost proti svodům jsou velmi dobré. Rovnoměrným spalováním navíc vznikne i izolační křemík, takže jeho elektrická izolace je výborná. ,
png tyčový izolátor
1.2.4 Odolnost vůči povětrnostním vlivům
Protože vazebná energie siloxanu je vyšší než energie ultrafialového světla, je méně pravděpodobné, že způsobí stárnutí vlivem ultrafialového světla. V testu urychleného stárnutí odolnosti vůči ozónu bude organický polymer během několika sekund až několika hodin způsoben stárnutím a praskáním a silikonový kaučuk i po 4 týdnech stárnutí pouze mírně snížil pevnost a nevytvářel praskání, tj. odolnost vůči ozónu je dobrá. Kyselý déšť je směs iontů s PH asi 5,6 a roztok byl použit v testu umělého kyselého deště (500krát). Silikonový kaučuk má výbornou odolnost vůči chemikáliím, i když silikonový kaučuk v kyselých deštích a jiných směsích může mít také různé změny, ale obávám se, že efekt není velký.
1.2.5 Trvalá deformace
Charakteristiky trvalé deformace (trvalé prodloužení a trvalá deformace tlakem) silikonového kaučuku při pokojové teplotě/vysoké teplotě jsou lepší než u organických polymerů.
2 Klasifikace silikonové pryže
Podle vlastností silikonového kaučuku před vulkanizací lze rozdělit na pevné a kapalné dva typy, lze také rozdělit na peroxidovou vulkanizaci, adiční reakční vulkanizaci a kondenzační reakční vulkanizaci tří typů podle mechanismu vulkanizace. Rozdíl mezi pevným a kapalným silikonovým kaučukem spočívá v molekulové hmotnosti polysiloxanu. Pevný silikonový kaučuk může být vulkanizován buď peroxidovou vulkanizací nebo adiční reakcí a je běžně označován jako vysokoteplotní vulkanizovaná pryž (HTV) a horká vulkanizovaná pryž (HCR). Ačkoli tekuté silikonové kaučukové materiály vulkanizované adiční reakcí mohou být také vulkanizovány při pokojové teplotě, ale kvůli metodě lisování a vulkanizační teplotě je odlišná a nazývá se tekutá silikonová pryž (LSR), nízkoteplotní vulkanizovaná pryž (LTV) a dvousložková pokojová teplota vulkanizovaná pryž (RTV) apod. Při výrobě polymerních izolátorů se obvykle používá vstřikování a lití.
Silikonový kaučuk typu jednosložkové kondenzační reakce (vulkanizovaný mokrým vzduchem), lze použít pro stavební tmel a elektrické a elektronické výrobky, užitečné ředění rozpouštědla při použití energie, povlak vulkanizovaného silikonového kaučuku při pokojové teplotě, nástřikem jako ochranný materiál pro keramické izolátory.
Silikonová pryž pro polymerové izolátory
Silikonový kaučuk lze rozdělit do několika typů podle použití.
3.1 Silikonový kaučuk obsahující hydroxid hlinitý
Silikonový kaučuk s dobrou odolností proti svodům a odolností proti oblouku lze získat přidáním vysokého plnicího množství hydroxidu hlinitého (ATH). Silikonový kaučuk plněný 50 hmot. hydroxidu hlinitého má kvalifikovanou odolnost proti vysokonapěťovým (4,5 kV) únikovým stopám a má dobrou odolnost proti oblouku, odolnost proti povětrnostním vlivům, odolnost proti solné mlze a odolnost proti kyselému dešti, lze jej použít jako izolační materiál v oblasti silný solný sprej. Protože je však tato silikonová pryž vysoce plněná ATH, její nevýhodou je vysoká viskozita (plast), nízká mechanická pevnost atd.
3.2 Silikonový kaučuk bez hydroxidu hlinitého
V oblastech, jako je vnitrozemská Evropa, kde není solná mlha, lze použít silikonový kaučuk bez ATH kvůli jeho nízké úrovni znečištění. Při této příležitosti výběrem vhodného silikonového kaučuku, povrchové úpravy bílých sazí, přidáním lze zlepšit stopu odolnosti proti svodům sloučeniny, aby se zlepšila její hydrofobnost, aby byly splněny požadavky na stopu odolnosti proti svodu vysokého napětí. Ve srovnání se silikonovou pryží obsahující ATH má nižší viskozitu, lepší fyzikální a mechanické vlastnosti a elektrické vlastnosti.
3.3 Příslušenství venkovních kabelů
Protože se jedná o venkovní kabelové příslušenství, musí mít stopovou odolnost proti úniku. Materiály s nízkými vlastnostmi trvalého prodloužení lze získat použitím polymerů s upravenou hustotou zesítění pro produkty, které se smršťují při pokojové teplotě (kryogenní smrštění).
3.4 Pro vnitřní kabelové příslušenství
Protože se jedná o kabelovou tvarovku pro vnitřní použití, je velmi nepravděpodobné, že by byla ovlivněna solnou mlhou, takže často není vyžadována odolnost proti svodům. Stále je nutné mít nízké trvalé deformační charakteristiky tam, kde se používá smrštění při pokojové teplotě (kryogenní smrštění).
3.5 Aplikace nátěrů
Pokud se nastříká na silně znečištěnou část silikonového kaučukového povlaku, může si udržet dobrou hydrofobnost po dlouhou dobu. Izolátor může být také potažen podle úrovně znečištění, aby bylo dosaženo účelu trvalého používání a úspory nákladů. Bylo hlášeno, že pokud jsou izolátory ze silikonové pryže potaženy, hydrofobnost izolátorů může být dále zachována. V současné době existují dva typy potaženého izolátoru a pryžového izolátoru.