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, така че няма изтичане или повърхностна дъга, причинена от падащи водни капки. Изолаторите от силиконов каучук възстановяват водоустойчивостта по-бързо от другите полимерни изолатори, което е издръжлив материал, който може да се използва в тежки условия за дълго време.
1. Характеристики на силиконовия каучук
1.1 Химични характеристики на силоксана
1.1.1 Химични връзки със стабилни химични свойства
Основната верига от силиконов каучук е съставена от силоксанова (Si-O) верига. 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(пропуснато) се образува, което 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, поради свойствата на йонната връзка на основната верига, йонните свойства на метил CH на страничната верига са отслабени и не е лесно да бъде атакуван от други молекули, така че неговата химическа стабилност е добра. ② Тъй като Si не образува двойни и тройни връзки, е трудно да се образува началната точка на разлагане на основната верига (поради тази причина Si-C връзката е доста стабилна), което води до по-стабилна основна верига от силиконов каучук .
1.1.2 Полимер с висока гъвкавост
Силоксанът има голям ъгъл на свързване (Si-O-Si) (130 градуса -160 градуса) и по-висока степен на свобода от 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 се движат лесно (лесно се деформират) като цяло.
(3) Спирална структура (ФИГ. 2(пропусната))
Поради спираловидната структура на полисилоксан, силоксановата връзка на основната верига гравитация навътре поради йонна връзка, а страничната е метиловата група със слабо взаимодействие на страничната верига, така че междумолекулната гравитация на полисилоксан става по-малка.
1.2 Характеристики на силиконовия каучук
Съгласно химическите характеристики, описани в раздел 1.1, силиконовият каучук има следните характеристики, които могат да се използват за изолация за 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 органичния полимер. Освен това, поради слабото взаимодействие между молекулите, температурата на встъкляване е ниска и устойчивостта на студ е добра. В резултат на това свойствата му няма да се променят, когато се използва където и да е на планетата.
Бар изолатор.png
1.2.2 Водоустойчивост
Тъй като повърхността на полисилоксан е метилова група, той е хидрофобен и може да се използва за водоустойчивост.
1.2.3 Електрически свойства
Броят на въглеродните атоми в молекулата на силиконовия каучук е по-малък от този на органичния полимер, така че неговата устойчивост на дъга и устойчивост на изтичане са много добри. Освен това, дори ако се изгори, той ще образува изолационен силиций, така че има отлична електрическа изолация.
1.2.4 Устойчивост на атмосферни влияния
1.2.5 Постоянна деформация
Силиконовият каучук има по-добри характеристики на постоянна деформация (постоянно удължение и постоянна деформация на натиск) при стайна температура/висока температура в сравнение с органичните полимери.
2 Класификация на силиконов каучук
Според характеристиките преди вулканизацията, силиконовият каучук може да бъде разделен на твърди и течни два вида, според механизма на вулканизация може да бъде разделен на пероксидна вулканизация, вулканизация на допълнителна реакция и вулканизация на реакция на кондензация три вида. Разликата между твърдата и течната силиконова гума е молекулното тегло на полисилоксан. Твърдият силиконов каучук може да бъде вулканизиран с помощта на една от реакциите на вулканизация с пероксид и добавяне, известни като високотемпературен вулканизиран каучук (HTV) и горещ вулканизиран каучук (HCR) (вижте Таблица 5, 6). Въпреки че течният силиконов каучук, вулканизиран чрез реакция на добавяне, може също да бъде вулканизиран при стайна температура, той се нарича течен силиконов каучук (LSR), нискотемпературен вулканизиран каучук (LTV) и двукомпонентен вулканизиран каучук при стайна температура (RTV) поради различното формоване методи и вулканизирана температура. При производството на полимерни изолатори обикновено се използват леене под налягане и леене.
Еднокомпонентен тип реакция на кондензация (вулканизация с мокър въздух) силиконова гума, може да се използва за строителен уплътнител и електрически и електронни продукти, полезна при използването на електрическа енергия разреждане с разтворител вулканизирано покритие от силиконов каучук при стайна температура, чрез пръскане като защитен материал за керамика изолатори.
Силиконов каучук за полимерни изолатори
Според употребата на силиконовата гума може да се раздели на няколко вида.
3.1 Силиконова гума, съдържаща алуминиев хидроксид
Силиконов каучук с добра устойчивост на следи от течове и устойчивост на дъга може да се получи чрез добавяне на голямо количество алуминиев хидроксид (ATH). Силиконовият каучук, напълнен с 50 масови части 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 при тежки солен спрей области. Въпреки това, поради високото пълнене на ATH на този силиконов каучук, неговите недостатъци са висок вискозитет (пластичност), 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 силиконова гума, която не е напълнена с ATH, поради ниското си ниво на замърсяване. В този случай, чрез избор на подходящ силиконов каучук, бяла повърхностна обработка на сажди, добавянето може да подобри устойчивостта на следи от течове на съединението, за да подобри неговата хидрофобност, за да отговори на изискванията за устойчивост на следи от течове при високо налягане. В сравнение със силиконовия каучук, съдържащ ATH, той има по-нисък вискозитет, по-добри физико-механични свойства и електрически свойства.
3.3 Аксесоари за външни кабели
Тъй като това е външна кабелна арматура, тя трябва да е устойчива на следи от течове. Материали с ниски характеристики на постоянно удължение могат да бъдат получени чрез използване на полимери с регулирана омрежена плътност за използване в продукти, които се свиват при стайна температура (нискотемпературно свиване).
3.4 За вътрешни кабелни аксесоари
Тъй като това е вътрешна кабелна арматура, възможността да бъдете засегнати от солен спрей е малка, така че често не е необходимо да има устойчивост на следи от течове. Все още е необходимо да има ниски характеристики на постоянна деформация, когато се използва за свиване при стайна температура (свиване при ниска температура).
3.5 Нанасяне на покритие
Ако силно замърсената част се напръска със силиконово гумено покритие, тя може да поддържа добра хидрофобност за дълго време. Изолаторите могат също да бъдат покрити според нивото на замърсяване, така че да се постигне целта за продължителна употреба и спестяване на разходи. Докладвано е, че хидрофобността на изолаторите от силициев каучук може да бъде допълнително поддържана, ако са покрити. Понастоящем има два вида изолатори с покритие и изолатори от гумен тип.
4 Заключителни бележки
Материалите от силиконов каучук за полимерни изолатори са описани по-горе. В момента различни изследователски институции и производители също непрекъснато провеждат изследвания и тестове. Ако тестът за издръжливост може да докаже високата си надеждност, може да се предвиди, че приложението на изолаторите от силиконов каучук ще бъде допълнително разширено.