Сред полимерните материали, които могат да заменят керамиката и стъклото, силиконовият каучук има практически постижения от 60-те години на миналия век и се откроява сред няколко полимера. Изолаторите от силиконов каучук имат повече предимства от керамичните изолатори. Първо, той е лек, лесен за работа и безопасен. В допълнение, керамичните изолатори често страдат от счупване, което може да бъде причинено от един удар. А изолаторите от силиконов каучук могат да издържат на механични удари, като например когато превозно средство се удари в телефонен стълб.
Въпреки че други полимерни материали също имат предимствата, описани по-горе, но само силиконовият каучук няма да причини твърде много замърсяване на околната среда. Полимерните изолатори са водоустойчиви, предотвратявайки изтичане и повърхностна дъга от падащи водни капки. Изолаторите от силиконов каучук възстановяват водоустойчивостта по-бързо от другите полимерни изолатори, така че те са издръжливи материали, които могат да се използват в тежки среди за дълго време.
1. Характеристики на силиконовия каучук
1.1 Химични характеристики на силоксана
1.1.1 Химически стабилни връзки
Основната верига от силиконов каучук е съставена от силоксанови (Si-O) вериги. Тъй като електроотрицателността на Si и O на тази връзка е съответно 1,8 и 3,5, които са много различни, поляризационната структура, както е показано на фиг. 1(пропуснат) се образува, който има свойството на йонна връзка. По този начин енергията на връзката на Si-O е по-висока от тази на CC (виж таблица 1). В допълнение, ① поради естеството на основната йонна връзка, йонните свойства на страничната верига метил CH са отслабени, което не е лесно да бъде атакувано от други молекули, така че неговата химическа стабилност е добра; ② Тъй като Si няма да образува двойна връзка и тройна връзка, така че е трудно да се образува началната точка на разлагане на гръбнака (поради тази причина SI-C връзката е доста стабилна), което води до гръбнака на силиконовия каучук е по-стабилен.
1.1.2 Полимер с висока гъвкавост
Ъгълът на свързване (Si-O-Si) на силоксана е по-голям (130 градуса -160 градуса), а неговата степен на свобода е по-висока от тази на органичния полимер (CC, C: 110 градуса). Разстоянието на връзката Si-O (1,64A) също е по-голямо от това на CC (1,5A). С други думи, полимерните молекули като цяло се движат лесно (лесно се деформират).
Поради спиралната структура на полисилоксан, полисилоксановата връзка на главната верига е навътре поради привличането на йонната връзка, а отвън е метиловата група със слабо взаимодействие на страничната верига, така че междумолекулното привличане на полисилоксан става малко.
1.2 Характеристики на силиконовия каучук
Съгласно химическите характеристики, описани в раздел 1.1, силиконовият каучук има следните характеристики, които могат да се използват в изолационни ситуации с високо напрежение.
1.2.1 Устойчивост на топлина и студ
Поради високата енергия на свързване и химическата стабилност на силиконовия каучук, неговата устойчивост на топлина е по-добра от тази на органичните полимери. Освен това, поради слабото взаимодействие между молекулите, температурата на встъкляване е ниска и устойчивостта на студ е добра. Следователно характеристиките му няма да се променят, когато се използва в която и да е част на земята.
1.2.2 водоустойчив
Тъй като повърхността на полисилоксан е метилова група, така че е хидрофобна, така че може да се използва за водоустойчивост.
1.2.3 електрически
Броят на въглеродните атоми в молекулите на силиконовия каучук е по-малък от този на органичните полимери, така че неговата устойчивост на дъга и устойчивост на изтичане са много добри. В допълнение, равномерното изгаряне също ще образува изолационен силиций, така че неговата електрическа изолация е отлична. ,
png пръчков изолатор
1.2.4 Устойчивост на атмосферни влияния
Тъй като енергията на свързване на силоксана е по-висока от тази на ултравиолетовата светлина, е по-малко вероятно да причини стареене поради ултравиолетова светлина. При теста за ускорено стареене на устойчивост на озон, органичният полимер за няколко секунди до няколко часа ще се дължи на стареене и напукване, а силиконовият каучук дори след 4 седмици стареене само леко намалява якостта и не предизвиква напукване, т.е. устойчивостта на озон е добра. Киселинният дъжд е смес от йони с PH около 5,6 и разтворът е използван в теста за изкуствен киселинен дъжд (500 пъти). Силиконовата гума има отлична устойчивост на химикали, въпреки че силиконовата гума в киселинен дъжд и други смеси също може да има различни промени, но се опасявам, че ефектът не е голям.
1.2.5 Постоянна деформация
Характеристиките на постоянна деформация (постоянно удължение и постоянна деформация на натиск) на силиконовия каучук при стайна температура/висока температура са по-добри от тези на органичните полимери.
2 Класификация на силиконов каучук
Според характеристиките на силиконовия каучук преди вулканизацията може да бъде разделен на твърди и течни два вида, може също да бъде разделен на вулканизация с пероксид, вулканизация с реакция на добавяне и вулканизация с реакция на кондензация три вида според механизма на вулканизация. Разликата между твърдата и течната силиконова гума се крие в молекулното тегло на полисилоксана. Твърдият силиконов каучук може да бъде вулканизиран с една от двете реакции на вулканизация с пероксид и присъединяване и обикновено се нарича високотемпературен вулканизиран каучук (HTV) и горещо вулканизиран каучук (HCR). Въпреки че материалите от течен силиконов каучук, вулканизирани чрез реакция на добавяне, също могат да бъдат вулканизирани при стайна температура, но поради метода на формоване и температурата на вулканизация е различна и се нарича течен силиконов каучук (LSR), нискотемпературен вулканизиран каучук (LTV) и двукомпонентен стайна температура вулканизиран каучук (RTV) и др. При производството на полимерни изолатори обикновено се използват леене под налягане и леене.
Еднокомпонентен тип реакция на кондензация (вулканизиран с мокър въздух) силиконова гума, може да се използва за строителен уплътнител и електрически и електронни продукти, полезно разреждане на разтворителя при използване на енергия, покритие от вулканизиран силиконов каучук при стайна температура, чрез пръскане като защитен материал за керамични изолатори.
Силиконов каучук за полимерни изолатори
Силиконовата гума може да бъде разделена на няколко вида според нейната употреба.
3.1 Силиконова гума, съдържаща алуминиев хидроксид
Силиконов каучук с добра устойчивост на изтичане и устойчивост на дъга може да се получи чрез добавяне на високо количество алуминиев хидроксид (ATH). Силиконовият каучук, напълнен с 50 маса алуминиев хидроксид, има квалифицирана устойчивост на следи от утечки при високо напрежение (4,5 kV) и има добра устойчивост на дъга, устойчивост на атмосферни влияния, устойчивост на солен спрей и устойчивост на киселинен дъжд, може да се използва като изолационен материал в областта на тежък солен спрей. Въпреки това, тъй като този силиконов каучук е високо напълнен ATH, неговите недостатъци са висок вискозитет (пластмаса), ниска механична якост и т.н.
3.2 Силиконова гума без алуминиев хидроксид
В райони като вътрешността на Европа, където няма солен спрей, може да се използва силиконов каучук без ATH поради ниското му ниво на замърсяване. В този случай, чрез избор на подходящ силиконов каучук, бяла повърхностна обработка на сажди, добавянето може да подобри следата за устойчивост на изтичане на съставния агент, за да подобри неговата хидрофобност, за да отговори на изискванията за устойчивост на изтичане на високо напрежение. В сравнение със силиконова гума, съдържаща ATH, тя има по-нисък вискозитет, по-добри физични и механични свойства и електрически свойства.
3.3 Аксесоари за външни кабели
Тъй като това е външен кабелен аксесоар, той трябва да има лека устойчивост срещу изтичане. Материали с ниски свойства на постоянно удължение могат да бъдат получени чрез използване на полимери с регулирана плътност на омрежване за продукти, които се свиват при стайна температура (криогенно свиване).
3.4 За вътрешни кабелни аксесоари
Тъй като това е кабелна арматура за използване на закрито, е много малко вероятно да бъде засегната от солен спрей, така че често не се изисква да има устойчивост на следи от течове. Все още е необходимо да има ниски характеристики на постоянна деформация, когато се използва свиване при стайна температура (криогенно свиване).
3.5 Приложения за покритие
Ако се напръска върху силно замърсената част на покритието от силиконов каучук, той може да поддържа добра хидрофобност за дълго време. Изолаторът може също да бъде покрит според нивото на замърсяване, за да се постигне целта за продължителна употреба и спестяване на разходи. Съобщава се, че ако изолаторите от силиконов каучук са покрити, хидрофобността на изолаторите може да бъде допълнително запазена. В момента има два вида изолатор с покритие и гумен изолатор.