Серед полімерних матеріалів, які можуть замінити кераміку та скло, силіконова гума має практичні досягнення з 1960-х років і виділяється серед кількох полімерів. Силіконові ізолятори мають більше переваг, ніж керамічні. По-перше, він легкий, простий в експлуатації і безпечний. Крім того, керамічні ізолятори часто страждають від поломок, які можуть бути викликані одноразовим ударом. А силіконові каучукові ізолятори можуть витримувати механічні удари, наприклад коли автомобіль наїжджає на телефонний стовп.
Хоча інші полімерні матеріали також мають переваги, описані вище, але тільки силіконова гума не завдасть занадто багато забруднення навколишньому середовищу. Полімерні ізолятори водонепроникні, запобігаючи протіканню та утворенню дуги на поверхні від падаючих крапель води. Ізолятори з силіконової гуми відновлюють водонепроникність швидше, ніж інші полімерні ізолятори, тому вони є міцними матеріалами, які можна використовувати в суворих умовах протягом тривалого часу.
1. Характеристика силіконової гуми
1.1 Хімічна характеристика силоксану
1.1.1 Хімічно стійкі зв'язки
Основний ланцюг силіконового каучуку складається з силоксанових (Si-O) ланцюгів. Оскільки електронегативність Si та O на цьому зв’язку становить 1,8 та 3,5 відповідно, що є дуже різними, поляризаційна структура, як показано на фіг. 1(пропущено) утворюється, що має властивість іонного зв’язку. Таким чином, енергія зв’язку Si-O вища, ніж у CC (див. табл. 1). Крім того, ① через природу основного іонного зв’язку, іонні властивості бічного ланцюга метилу CH послаблюються, на який нелегко атакувати інші молекули, тому його хімічна стабільність хороша; ② Оскільки Si не утворює подвійний і потрійний зв’язки, тому важко сформувати початкову точку розкладання основної ланки (через цю причину зв’язок SI-C досить стабільний), що призводить до того, що основа силіконової гуми є більш стабільною.
1.1.2 Полімер високої гнучкості
Кут зв’язку (Si-O-Si) силоксану більший (130 градусів -160 градусів), а його ступінь свободи вищий, ніж у органічного полімеру (CC, C: 110 градусів). Відстань зв’язку Si-O (1,64 A) також більша, ніж у CC (1,5 A). Іншими словами, молекули полімеру в цілому легко рухаються (легко деформуються).
Через спіральну структуру полісилоксану полісилоксановий зв’язок на головному ланцюзі знаходиться всередині через тяжіння іонного зв’язку, а зовні є метильна група зі слабкою взаємодією бічного ланцюга, тому міжмолекулярне тяжіння полісилоксану стає невеликим.
1.2 Характеристика силіконової гуми
Згідно з хімічними характеристиками, описаними в розділі 1.1, силіконова гума має такі характеристики, які можна використовувати в ізоляції під високою напругою.
1.2.1 Тепло- і холодостійкість
Через високу енергію зв’язку та хімічну стабільність силіконової гуми її термостійкість краща, ніж у органічних полімерів. Крім того, завдяки слабкій взаємодії між молекулами температура склування низька, а холодостійкість хороша. Тому його характеристики не зміняться при використанні в будь-якій частині землі.
1.2.2 водонепроникний
Оскільки поверхня полісилоксану є метильною групою, тому вона є гідрофобною, тому її можна використовувати для водонепроникності.
1.2.3 електричні
Кількість атомів вуглецю в молекулах силіконового каучуку менше, ніж в органічних полімерах, тому його стійкість до дуги та стійкість до витоку дуже хороші. Крім того, рівномірне горіння також утворює ізоляційний кремній, тому його електрична ізоляція чудова. ,
png стрижневий ізолятор
1.2.4 Атмосферостійкість
Оскільки енергія зв’язку силоксану вища, ніж у ультрафіолетового світла, менша ймовірність того, що він спричинить старіння через ультрафіолетове світло. У випробуванні на прискорене старіння на стійкість до озону органічний полімер через кілька секунд до кількох годин буде через старіння та розтріскування, а силіконова гума навіть після 4 тижнів старіння лише трохи знизила міцність і не спричинила розтріскування, тобто його стійкість до озону хороша. Кислотний дощ — це суміш іонів із PH приблизно 5,6, і цей розчин використовувався у випробуванні штучного кислотного дощу (500 разів). Силіконова гума має відмінну стійкість до хімічних речовин, хоча силіконова гума в кислотних дощах та інших сумішах також може мати різні зміни, але я боюся, що ефект не великий.
1.2.5 Постійна деформація
Характеристики стійкої деформації (постійне подовження та остаточна деформація при стисненні) силіконової гуми при кімнатній температурі/високій температурі кращі, ніж у органічних полімерів.
2 Класифікація силіконової гуми
Відповідно до характеристик силіконовий каучук перед вулканізацією можна розділити на тверді та рідкі два типи, також можна розділити на вулканізацію пероксиду, вулканізацію реакції додавання та вулканізацію реакції конденсації трьох типів відповідно до механізму вулканізації. Різниця між твердою та рідкою силіконовою гумою полягає в молекулярній масі полісилоксану. Тверду силіконову гуму можна вулканізувати будь-якою з реакцій перекисної вулканізації та додавання, і її зазвичай називають високотемпературною вулканізованою гумою (HTV) і гарячою вулканізованою гумою (HCR). Хоча рідкі силіконові каучукові матеріали, вулканізовані реакцією додавання, також можуть бути вулканізовані при кімнатній температурі, але через спосіб формування та температуру вулканізації відрізняються і називають рідким силіконовим каучуком (LSR), низькотемпературним вулканізованим каучуком (LTV) і двокомпонентним при кімнатній температурі. вулканізована гума (РТВ) і ін. При виготовленні полімерних ізоляторів зазвичай застосовують лиття під тиском і лиття.
Однокомпонентна силіконова гума типу реакції конденсації (вулканізована вологим повітрям), може бути використана для будівельних герметиків та електричних та електронних виробів, корисне розведення розчинником у енергоспоживанні, покриття з силіконової гуми, вулканізоване при кімнатній температурі, шляхом розпилення як захисний матеріал для керамічних ізоляторів.
Силіконова гума для полімерних ізоляторів
Залежно від використання силіконову гуму можна розділити на кілька типів.
3.1 Силіконова гума, що містить гідроксид алюмінію
Силіконова гума з хорошою стійкістю до витоку та стійкістю до дуги може бути отримана шляхом додавання великої кількості наповнювача гідроксиду алюмінію (ATH). Силіконова гума, наповнена 50 масою гідроксиду алюмінію, має кваліфіковану стійкість до слідів витоку високої напруги (4,5 кВ), а також має гарну дугову стійкість, стійкість до атмосферних впливів, стійкість до соляних бризок і стійкість до кислотних дощів, може використовуватися як ізолятор в області рясний сольовий бризок. Однак, оскільки цей силіконовий каучук є високонаповненим ATH, його недоліками є висока в'язкість (пластичність), низька механічна міцність тощо.
3.2 Силіконовий каучук без гідроксиду алюмінію
У таких регіонах, як внутрішня Європа, де немає соляних туманів, можна використовувати силіконову гуму без ATH через її низький рівень забруднення. У цьому випадку, вибравши відповідну силіконову гуму, обробку поверхні білої сажі, додавання може покращити сліди стійкості до витоку складного агента, щоб покращити його гідрофобність, щоб відповідати вимогам щодо стійкості до витоку високої напруги. У порівнянні з ATH, що містить силіконовий каучук, він має меншу в'язкість, кращі фізико-механічні та електричні властивості.
3.3 Зовнішні кабельні аксесуари
Оскільки це зовнішній кабельний аксесуар, він повинен мати незначну стійкість до витоку. Матеріали з низькими властивостями постійного подовження можна отримати, використовуючи полімери з відрегульованою щільністю зшивання для виробів, які дають усадку при кімнатній температурі (кріогенна усадка).
3.4 Для внутрішніх кабельних аксесуарів
Оскільки це кабельна арматура для використання всередині приміщень, дуже малоймовірно, що на неї вплине сольовий спрей, тому часто не вимагається наявність стійкості до слідів витоку. Там, де використовується усадка при кімнатній температурі (кріогенна усадка), все ще необхідно мати низькі характеристики постійної деформації.
3.5 Нанесення покриття
Якщо його розпилити на сильно забруднену частину силіконового каучукового покриття, воно може зберігати хорошу гідрофобність протягом тривалого часу. Ізолятор також може бути покритий відповідно до рівня забруднення для досягнення мети тривалого використання та економії коштів. Повідомлялося, що якщо ізолятори з силіконової гуми покрити, гідрофобність ізоляторів може бути додатково збережена. В даний час існує два типи ізолятора з покриттям і гумового ізолятора.