Unter den Polymermaterialien, die Keramik und Glas ersetzen können, hat Silikonkautschuk seit den 1960er Jahren praktische Erfolge erzielt und sticht unter mehreren Polymeren hervor. Silikonkautschukisolatoren haben mehr Vorteile als Keramikisolatoren. Erstens ist es leicht, einfach zu bedienen und sicher. Darüber hinaus leiden keramische Isolatoren häufig unter Bruch, der durch einen einzigen Aufprall verursacht werden kann. Und Isolatoren aus Silikonkautschuk können mechanischen Stößen widerstehen, beispielsweise wenn ein Fahrzeug auf einen Telefonmast auffährt.
Andere Polymermaterialien haben zwar auch die oben beschriebenen Vorteile, aber nur Silikonkautschuk verursacht keine allzu große Umweltverschmutzung. Polymerisolatoren sind wasserdicht und verhindern Leckagen und Oberflächenlichtbögen durch herabfallende Wassertropfen. Silikonkautschuk-Isolatoren stellen ihre Wasserbeständigkeit schneller wieder her als andere Polymerisolatoren, daher sind sie langlebige Materialien, die lange Zeit in rauen Umgebungen eingesetzt werden können.
1. Eigenschaften von Silikonkautschuk
1.1 Chemische Eigenschaften von Siloxan
1.1.1 Chemisch stabile Bindungen
Die Hauptkette von Silikonkautschuk besteht aus Siloxan (Si-O)-Ketten. Da die Elektronegativität von Si und O an dieser Bindung 1,8 bzw. 3,5 beträgt, was sehr unterschiedlich ist, ergibt sich die in FIG. 1 (weggelassen) gebildet, das die Eigenschaft einer ionischen Bindung hat. Somit ist die Bindungsenergie von Si-O höher als die von CC (siehe Tabelle 1). Außerdem werden ① aufgrund der Art der Ionenbindung des Rückgrats die ionischen Eigenschaften der Seitenkette Methyl CH geschwächt, die nicht leicht von anderen Molekülen angegriffen werden kann, so dass ihre chemische Stabilität gut ist; ② Da Si keine Doppelbindungen und Dreifachbindungen bildet, ist es schwierig, den Startpunkt der Hauptkettenzersetzung zu bilden (aus diesem Grund ist die SI-C-Bindung ziemlich stabil), was dazu führt, dass die Hauptkette von Silikonkautschuk stabiler ist.
1.1.2 Polymer mit hoher Flexibilität
Der Bindungswinkel (Si-O-Si) von Siloxan ist größer (130 Grad -160 Grad) und sein Freiheitsgrad ist höher als der von organischem Polymer (CC, C: 110 Grad). Der Si-O-Bindungsabstand (1,64 Å) ist ebenfalls größer als der von CC (1,5 Å). Mit anderen Worten bewegen sich die Polymermoleküle als Ganzes leicht (verformen sich leicht).
Aufgrund der helikalen Struktur von Polysiloxan ist die Polysiloxanbindung an der Hauptkette aufgrund der Anziehung der Ionenbindung nach innen und außen die Methylgruppe mit schwacher Seitenkettenwechselwirkung, sodass die intermolekulare Anziehung von Polysiloxan gering wird.
1.2 Eigenschaften von Silikonkautschuk
Gemäß den in Abschnitt 1.1 beschriebenen chemischen Eigenschaften hat Silikonkautschuk die folgenden Eigenschaften, die in Hochspannungsisolationssituationen verwendet werden können.
1.2.1 Hitze- und Kältebeständigkeit
Aufgrund der hohen Bindungsenergie und chemischen Stabilität von Silikonkautschuk ist seine Hitzebeständigkeit besser als die von organischen Polymeren. Darüber hinaus ist aufgrund der schwachen Wechselwirkung zwischen Molekülen die Glasübergangstemperatur niedrig und die Kältebeständigkeit gut. Daher ändern sich seine Eigenschaften nicht, wenn es in irgendeinem Teil der Erde verwendet wird.
1.2.2 wasserdicht
Da die Oberfläche von Polysiloxan eine Methylgruppe ist, ist sie hydrophob und kann daher für Wasserdichtigkeit verwendet werden.
1.2.3 elektrisch
Die Anzahl der Kohlenstoffatome in Silikonkautschukmolekülen ist geringer als die von organischen Polymeren, daher sind seine Lichtbogenbeständigkeit und Leckbeständigkeit sehr gut. Darüber hinaus bildet sich bei gleichmäßiger Verbrennung auch isolierendes Silizium, sodass seine elektrische Isolierung hervorragend ist. ,
png Stabisolator
1.2.4 Witterungsbeständigkeit
Da die Bindungsenergie von Siloxan höher ist als die von ultraviolettem Licht, ist es weniger wahrscheinlich, dass es eine Alterung durch ultraviolettes Licht verursacht. In dem beschleunigten Alterungstest der Ozonbeständigkeit wird organisches Polymer in wenigen Sekunden bis zu einigen Stunden aufgrund von Alterung und Rissbildung, und Silikonkautschuk selbst nach 4 Wochen Alterung nur leicht verringerte Festigkeit und keine Rissbildung, das heißt, sein Ozonbeständigkeit ist gut. Saurer Regen ist ein Ionengemisch mit einem pH-Wert von etwa 5,6, und die Lösung wurde im künstlichen sauren Regentest (500 Mal) verwendet. Silikonkautschuk hat eine hervorragende Beständigkeit gegen Chemikalien, obwohl der Silikonkautschuk bei saurem Regen und anderen Mischungen auch unterschiedliche Veränderungen aufweisen kann, aber ich befürchte, dass der Effekt nicht groß ist.
1.2.5 Bleibende Verformung
Die bleibenden Verformungseigenschaften (dauerhafte Dehnung und bleibende Druckverformung) von Silikonkautschuk bei Raumtemperatur/hoher Temperatur sind besser als die von organischen Polymeren.
2 Klassifizierung von Silikonkautschuk
Entsprechend den Eigenschaften von Silikonkautschuk vor der Vulkanisation kann in feste und flüssige zwei Typen unterteilt werden, kann auch in Peroxidvulkanisation, Additionsreaktionsvulkanisation und Kondensationsreaktionsvulkanisation drei Typen nach dem Vulkanisationsmechanismus unterteilt werden. Der Unterschied zwischen festem und flüssigem Silikonkautschuk liegt im Molekulargewicht von Polysiloxan. Fester Silikonkautschuk kann mit einer der Peroxid-Vulkanisations- und Additionsreaktionen vulkanisiert werden und wird allgemein als Hochtemperatur-vulkanisierter Kautschuk (HTV) und heißvulkanisierter Kautschuk (HCR) bezeichnet. Obwohl flüssige Silikonkautschukmaterialien, die durch Additionsreaktion vulkanisiert wurden, auch bei Raumtemperatur vulkanisiert werden können, unterscheiden sie sich jedoch aufgrund des Formverfahrens und der Vulkanisationstemperatur und werden als flüssiger Silikonkautschuk (LSR), bei niedriger Temperatur vulkanisierter Kautschuk (LTV) und Zweikomponenten-Raumtemperatur bezeichnet vulkanisierter Kautschuk (RTV) usw. Bei der Herstellung von Polymerisolatoren werden üblicherweise Spritzgießen und Gießen verwendet.
Einkomponenten-Silikonkautschuk vom Kondensationsreaktionstyp (nassluftvulkanisiert), kann zum Bauen von Dichtungsmitteln und elektrischen und elektronischen Produkten verwendet werden, nützliche Lösungsmittelverdünnung beim Stromverbrauch, bei Raumtemperatur vulkanisierte Silikonkautschukbeschichtung, durch Sprühen als Schutzmaterial für Keramikisolatoren.
Silikonkautschuk für Polymerisolatoren
Silikonkautschuk kann je nach Verwendung in mehrere Typen eingeteilt werden.
3.1 Silikonkautschuk mit Aluminiumhydroxid
Silikonkautschuk mit guter Leckagebeständigkeit und Lichtbogenbeständigkeit kann durch Zugabe einer hohen Füllmenge an Aluminiumhydroxid (ATH) erhalten werden. Mit 50 Masse Aluminiumhydroxid gefüllter Silikonkautschuk hat eine qualifizierte Beständigkeit gegen Hochspannungs-Leckspuren (4,5 kV) und hat eine gute Lichtbogenbeständigkeit, Wetterbeständigkeit, Salzsprühbeständigkeit und Beständigkeit gegen sauren Regen und kann als Isolatormaterial im Bereich von verwendet werden starker Salznebel. Da dieser Silikonkautschuk jedoch hochgefülltes ATH ist, sind seine Nachteile hohe Viskosität (Kunststoff), geringe mechanische Festigkeit usw.
3.2 Silikonkautschuk ohne Aluminiumhydroxid
In Gebieten wie dem europäischen Binnenland, in denen es keine Salzsprühnebel gibt, kann Silikonkautschuk ohne ATH aufgrund seines geringen Verschmutzungsgrades verwendet werden. Bei dieser Gelegenheit kann durch Auswahl eines geeigneten Silikonkautschuks und einer Oberflächenbehandlung mit weißem Ruß die Leckwiderstandsspur des zusammengesetzten Mittels verbessert werden, um seine Hydrophobizität zu verbessern und die Anforderungen an die Hochspannungsleckwiderstandsspur zu erfüllen. Verglichen mit ATH-haltigem Silikonkautschuk hat es eine niedrigere Viskosität, bessere physikalische und mechanische Eigenschaften und elektrische Eigenschaften.
3.3 Kabelzubehör für den Außenbereich
Da es sich um ein Kabelzubehör für den Außenbereich handelt, muss es spurenbeständig gegen Leckagen sein. Materialien mit geringen bleibenden Dehnungseigenschaften können erhalten werden, indem Polymere mit angepasster Vernetzungsdichte für Produkte verwendet werden, die bei Raumtemperatur schrumpfen (kryogene Schrumpfung).
3.4 Für Innenkabelzubehör
Da es sich um eine Kabelverschraubung für den Innenbereich handelt, ist es sehr unwahrscheinlich, dass sie durch Salznebel beeinträchtigt wird, sodass häufig keine Kriechstromfestigkeit erforderlich ist. Es ist immer noch notwendig, geringe bleibende Verformungseigenschaften zu haben, wenn eine Schrumpfung bei Raumtemperatur (kryogene Schrumpfung) verwendet wird.
3.5 Beschichtungsanwendungen
Wenn es auf den stark verschmutzten Teil der Silikonkautschukbeschichtung gesprüht wird, kann es eine gute Hydrophobizität für lange Zeit aufrechterhalten. Der Isolator kann auch entsprechend dem Verschmutzungsgrad beschichtet werden, um den Zweck der fortgesetzten Verwendung und Kosteneinsparung zu erreichen. Es wurde berichtet, dass, wenn Silikonkautschuk-Isolatoren beschichtet werden, die Hydrophobizität von Isolatoren weiter bewahrt werden kann. Derzeit gibt es zwei Arten von beschichteten Isolatoren und Gummiisolatoren.