En el camp elèctric, una de les coses essencials per als cables i cables elèctrics són els materials aïllants i de revestiment.Durant molts anys, el material aïllant preeminent per als cables d'alimentació va ser el paper impregnat d'oli a causa de les seves excel·lents propietats elèctriques.També té la capacitat de suportar un alt grau de sobrecàrrega tèrmica sense un deteriorament excessiu.Tanmateix, a causa de la seva naturalesa higroscòpica, la funda metàl·lica està corroïda per la humitat.Hi havia, per tant, una necessitat sentida des de fa temps d'un material aïllant de cable d'alimentació, que tingués una combinació de la naturalesa no higroscòpica dels materials termoplàstics.
La preparació de polímers reticulats es pot fer per dos mètodes diferents.Un és el mètode químic i l'altre és el mètode ionitzant.Tot i que la realització d'aquest efecte de la reticulació té més de 150 anys, l'efecte de reticulació de la radiació ionitzant va ser demostrat de manera concloent per primera vegada per Charlesby.El mètode de reticulació per radiació és el més productiu per a cables de mida petita i de paret fina i, per tant, els cables utilitzats per a equips elèctrics i electrònics s'han produït pel mètode de reticulació per radiació.El mètode és avantatjós a causa del baix consum d'energia i necessita un petit espai.El procés de radiació es controla fàcilment i té el potencial d'estalvi d'energia, així com la contaminació controlada.Les característiques específiques de la reticulació de radiació es resumeixen de la següent manera: (1) La velocitat de la línia de producció es pot controlar.És possible la cobertura (extrusió) d'alta velocitat, ja que no hi ha cap requisit d'agent de reticulació.Mitjançant l'ús d'un accelerador d'alta potència i baixa energia, es pot aconseguir un curat ràpid.(2) La uniformitat de la reticulació és excel·lent.Es pot dur a terme la reticulació uniforme seleccionant una màquina adequada i adoptant un disseny òptim per a l'alimentació de filferro.(3) Es poden preparar diversos tipus de polímers, depenent del grau de reticulació mitjançant el procés de reticulació per radiació.A més, el procés de curat per radiació és més preferible que el procés de curat amb vapor.En el procés de curat amb vapor, l'aigua que penetra a la capa de polímer sota una alta pressió de vapor crea una sèrie de "microbuits", que podrien induir una ruptura de descàrrega parcial en forma d'arbre quan el cable està en servei.Tot i que el fenomen és molt complicat, els arbres poden créixer i provocar una disminució de la rigidesa dielèctrica dels cables.A banda d'aquests, el procés de curat amb vapor presenta alguns inconvenients des del punt de vista del consum d'energia: (a) es necessita una pressió de vapor elevada per obtenir una temperatura elevada;(b) l'eficiència de la conducció tèrmica des de l'exterior del cable és baixa i (c) una gran quantitat d'energia es consumeix pel conductor del cable, la qual cosa resulta en una menor eficiència tèrmica i també en un temps més llarg per a la reacció de reticulació.El curat per radiació és un candidat per als processos secs.Tanmateix, té el problema que l'acumulació d'electrons aturada i/o formada a la capa d'aïllament per canals d'irradiació també indueix una ruptura parcial en forma d'arbre durant i després de la irradiació.És completament diferent del "procés sense aigua".Com que el cable de polímer conté una gran humitat i grans buits, el procés de curat és necessari.A part dels avantatges anteriors, els materials semiconductors es poden introduir fàcilment en el procés de curat per radiació, cosa que no és fàcil en el cas del procés de curat amb vapor, ja que la majoria dels materials no podrien suportar l'alta temperatura i pressió.
La tècnica d'empelt per radiació també imparteix la conductivitat a la matriu.Aquest és l'únic mètode de combinació de la matriu conductora amb l'aïllant.Aquesta tècnica implica la desactivació del polímer de la columna vertebral amb un monòmer adequat mitjançant l'empelt i la posterior deposició del polímer conductor sobre la superfície activa de la columna vertebral.A part del comportament aïllant, en aquest cas el polímer es pot comportar com un conductor.Tot i que encara no s'ha establert, pot presentar diverses aplicacions potencials com ara blindatge EMI, recobriments conductors i agents antiestàtics.Bhattacharya et al.han preparat els compostos polímer–FEP-g-(AA)–PPY i polímer–FEP-g-(sty)–PPY.Al principi, el polímer-FEP es va irradiar de la font de Co-60 i després la pel·lícula es va submergir en diferents percentatges de monòmers.Després es va dipositar PPy sobre la superfície empeltada per polimerització oxidativa del pirrol utilitzant clorur fèrric com a oxidant.La resistència superficial disminueix i és de l'ordre de 104-105 ohms/cm2.La resistència superficial depèn del percentatge d'empelt dels monòmers.Amb aquesta tècnica, es pot augmentar la conductivitat superficial en lloc de la conductivitat a granel.El comportament fotoconductor de la pel·lícula també es pot impartir mitjançant la tècnica d'empelt.L'acetat de cel·lulosa-g-(N-vinilcarbazol) i l'acetat de cel·lulosa-g-(N-vinilcarbazol-metilmetacilat) són els exemples de la pel·lícula fotoconductora.
A la indústria del cable elèctric s'utilitzen principalment polietilè, clorur de polivinil (PVC), cautxú EPDM.El polietilè s'utilitza per les seves excel·lents propietats elèctriques i la seva major durada.El polietilè de baixa densitat es prefereix al polietilè d'alta densitat per diverses raons. Els motius són els següents: (a) més flexibilitat;(b) major rigidesa dielèctrica que el polietilè d'alta densitat;(c) vida més llarga que HDPE;(d) menys difícil de processar que el HDPE i (e) menys risc d'inclusió de buits a l'aïllament del LDPE, que provoca ionització.Malgrat tots aquests avantatges, el LDPE té les seves pròpies limitacions com a material d'aïllament del cable.En ser un polímer termoplàstic, té una temperatura de suavització al voltant dels 105-115 ⬚C i té la tendència a esquerdes per tensió quan està en contacte amb determinats agents de superfície.La reticulació de molècules de polietilè millora les propietats tèrmiques i físiques, mentre que les seves propietats elèctriques es mantenen en gran part sense canvis.El polietilè reticulat, per tant, ja no és un polímer termoplàstic.S'estova al punt de fusió cristal·lí del polietilè i adquireix una consistència elàstica, semblant al cautxú, propietat que conserva durant els augments posteriors de la temperatura, fins que es carboniza sense fondre a 300 ⬚C.La tendència a l'estrès-cracking desapareix totalment i s'adquireix una molt bona resistència a l'envelliment a l'aire calent.Els cables de polietilè reticulat són àmpliament preferits per les seves excel·lents propietats elèctriques i físiques.És capaç de suportar corrents grans, suporta una flexió de radi petit i té un pes lleuger, la qual cosa permet una instal·lació fàcil i fiable, és a dir, està lliure de limitacions d'alçada ja que no està format per cap oli i, per tant, està lliure de fallades degudes a la migració d'oli al petroli. cable de camp.Tampoc no requereix generalment una funda metàl·lica. Així, està lliure de fallades pròpies dels cables de coberta metàl·lica, corrosió i fatiga.Actualment, la reticulació per radiació s'aplica industrialment no només al polietilè, sinó també a altres polímers, com ara el clorur de polivinil, el poliisobutilè, etc. Per si sol, el PVC és un polímer extremadament inestable.Va començar a adquirir significació comercial només després del desenvolupament de mitjans efectius d'estabilització.Amb l'ajuda d'agents modificadors (estabilitzadors, plastificants, farcits i altres additius), el PVC es pot fer que presenti un ampli espectre de propietats, que van des d'extremadament rígids fins a molt flexibles.La diversitat de la seva aplicació i el seu baix cost són els responsables de la seva importància en el mercat mundial.
Per augmentar l'eficiència de la reticulació, els polímers s'utilitzen molt poques vegades en la seva forma pura.Els plastificants, antioxidants i farcits tenen el seu paper en la seva manera respectiva d'impartir les propietats requerides.L'addició és millor durant el procés de reticulació.S'afegeixen plastificants als polímers per reduir la fragilitat del producte polimèric.Afecten la reticulació sempre que participen en la generació de radicals lliures o entren en les reaccions de propagació.El ftalat de dibutil, el fosfat de tritolil i el fosfat de dialil són els exemples habituals del plastificant de PVC.La flexibilitat i l'elasticitat, molt important en l'aïllament elèctric, es milloren afegint plastificants al PVC.En realitat, en el cas del PVC, que és polar a causa de l'estructura desequilibrada, dóna lloc a forts enllaços intermoleculars, que uneixen rígidament les cadenes macromoleculars, junts el fan inflexible.Els antioxidants són un altre grup d'additius, que són necessaris per a qualsevol mescla reticulada dissenyada amb el propòsit pràctic de comparar una major estabilitat termooxidativa en una producció de polímers.En general, afecten la reticulació mitjançant l'eliminació de radicals, que poden formar enllaços.RC (4,4-tio-bis (6-tert-butil-3-metil fenol), MB (Mercapto benzoimidazol) són els exemples d'antioxidants que utilitzen Ueno et al. A més de plastificants i antioxidants, es requereixen colorants, ja que els materials d'aïllament de filferro s'han utilitzat especialment per als aparells. Els colorants per a plàstics inclouen una varietat de materials inorgànics i orgànics. Els additius descolorits no són preferits en aquest camp. Els farciments s'afegeixen generalment per millorar les seves propietats físico-mecàniques i la seva processabilitat. Un efecte positiu dels farcits pot S'ha constatat que el rendiment de radicals en el polietilè va augmentar en un 50%, quan s'afegeix una petita quantitat (0,05%) d'aérosil S'ha suposat que una major producció de radicals té lloc a la interfase aerosil– polietilè, on les macromolècules poden estar en estat de no equilibri de soques no compensades Amb un contingut més elevat de farciment, es pot produir una transferència d'energia del farciment a la fase de polímer i, per tant, contribuir a un major rendiment de radicals lliures.A més, la combinació d'irradiació amb una barreja reactiva pot afectar la localització dels enllaços creuats al llarg de les cadenes de polímers.
En resum, la radiació té un paper important en el processament dels polímers que s'utilitza en el camp elèctric. La 'reticulació de la radiació' és el fenomen pel qual es poden millorar les propietats dels polímers.És el mètode més avançat com la 'vulcanització' té algunes limitacions.L'eficiència de reticulació es pot millorar mitjançant l'elecció de monòmers adequats.En el procés de reticulació per radiació, els plastificants, els farcits i l'addició de retardant de flama són força efectius en el procés de reticulació per radiació.El mètode de reticulació de radiació també és molt útil en la preparació de materials semiconductors.A part d'això, també es pot utilitzar la tècnica d'empelt per radiació per preparar la pel·lícula composta conductora i les pel·lícules amb comportament fotoconductor.
Hora de publicació: maig-02-2017