Entre els materials polimèrics que poden substituir la ceràmica i el vidre, el cautxú de silicona ha tingut èxits pràctics des dels anys 60 i destaca entre diversos polímers. Els aïllants de cautxú de silicona tenen més avantatges que els aïllants de ceràmica. En primer lloc, és lleuger, fàcil d'utilitzar i segur. A més, els aïllants ceràmics sovint pateixen trencaments, que poden ser causats per un sol impacte. I els aïllants de goma de silicona poden suportar cops mecànics, com quan un vehicle xoca contra un pal de telèfon.
Tot i que altres materials polimèrics també tenen els avantatges descrits anteriorment, però només el cautxú de silicona no causarà massa contaminació al medi ambient. Els aïllants de polímer són impermeables, evitant les fuites i l'arc superficial de les gotes d'aigua que cauen. Els aïllants de cautxú de silicona recuperen la resistència a l'aigua més ràpidament que altres aïllants de polímer, de manera que són materials duradors que es poden utilitzar en entorns durs durant molt de temps.
1. Característiques del cautxú de silicona
1.1 Característiques químiques del siloxà
1.1.1 Enllaços químicament estables
La cadena principal de cautxú de silicona està formada per cadenes de siloxà (Si-O). Com que l'electronegativitat de Si i O en aquest enllaç és 1,8 i 3,5, respectivament, que són molt diferents, l'estructura de polarització tal com es mostra a la FIG. Es forma 1(omès), que té la propietat d'enllaç iònic. Així, l'energia d'enllaç de Si-O és superior a la de CC (vegeu la taula 1). A més, ① a causa de la naturalesa de l'enllaç iònic de la columna vertebral, les propietats iòniques del metil CH de la cadena lateral es debiliten, cosa que no és fàcil de ser atacada per altres molècules, de manera que la seva estabilitat química és bona; ② Com que el Si no formarà un enllaç doble i triple, és difícil formar el punt de partida de la descomposició de la columna vertebral (per aquest motiu l'enllaç SI-C és bastant estable), cosa que fa que la columna vertebral del cautxú de silicona sigui més estable.
1.1.2 Polímer d'alta flexibilitat
L'angle d'enllaç (Si-O-Si) del siloxà és més gran (130 graus -160 graus), i el seu grau de llibertat és superior al del polímer orgànic (CC, C: 110 graus). La distància d'enllaç Si-O (1,64A) també és més gran que la de CC (1,5A). En altres paraules, les molècules del polímer en conjunt es mouen fàcilment (es deformen fàcilment).
A causa de l'estructura helicoïdal del polisiloxà, l'enllaç polisiloxà de la cadena principal és cap a dins a causa de l'atracció d'enllaç iònic, i l'exterior és el grup metil amb una interacció de cadena lateral feble, de manera que l'atracció intermolecular del polisiloxà es fa petita.
1.2 Característiques del cautxú de silicona
D'acord amb les característiques químiques descrites a la secció 1.1, el cautxú de silicona té les característiques següents, que es poden utilitzar en situacions d'aïllament d'alta tensió.
1.2.1 Resistència a la calor i al fred
A causa de l'alta energia d'enllaç i l'estabilitat química del cautxú de silicona, la seva resistència a la calor és millor que la dels polímers orgànics. A més, a causa de la feble interacció entre molècules, la temperatura de transició vítrea és baixa i la resistència al fred és bona. Per tant, les seves característiques no canviaran quan s'utilitzin en qualsevol part de la terra.
1.2.2 impermeable
Com que la superfície del polisiloxà és un grup metil, és hidròfoba, de manera que es pot utilitzar com a impermeable.
1.2.3 elèctric
El nombre d'àtoms de carboni a les molècules de cautxú de silicona és menor que el dels polímers orgànics, de manera que la seva resistència a l'arc i la seva resistència a les fuites són molt bones. A més, fins i tot la combustió també formarà silici aïllant, de manera que el seu aïllament elèctric és excel·lent. ,
aïllant de varetes png
1.2.4 Resistència a la intempèrie
Com que l'energia d'enllaç del siloxà és superior a la de la llum ultraviolada, és menys probable que provoqui l'envelliment a causa de la llum ultraviolada. A la prova d'envelliment accelerat de resistència a l'ozó, el polímer orgànic en pocs segons a unes hores serà degut a l'envelliment i l'esquerda, i el cautxú de silicona fins i tot després de 4 setmanes d'envelliment només va reduir lleugerament la força i no va produir esquerdes, és a dir, la seva la resistència a l'ozó és bona. La pluja àcida és una barreja d'ions amb un pH d'aproximadament 5,6, i la solució es va utilitzar en la prova de pluja àcida artificial (500 vegades). El cautxú de silicona té una excel·lent resistència als productes químics, tot i que el cautxú de silicona en la pluja àcida i altres mescles també poden tenir diferents canvis, però em temo que l'efecte no és gran.
1.2.5 Deformació permanent
Les característiques de deformació permanent (allargament permanent i deformació permanent per compressió) del cautxú de silicona a temperatura ambient/alta temperatura són millors que les dels polímers orgànics.
2 Classificació del cautxú de silicona
Segons les característiques del cautxú de silicona abans de la vulcanització, es pot dividir en dos tipus sòlids i líquids, també es poden dividir en vulcanització de peròxid, vulcanització de reacció d'addició i vulcanització de reacció de condensació en tres tipus segons el mecanisme de vulcanització. La diferència entre el cautxú de silicona sòlid i líquid rau en el pes molecular del polisiloxà. El cautxú de silicona sòlid es pot vulcanitzar amb qualsevol de les reaccions de vulcanització i addició de peròxid i es coneix comunament com a cautxú vulcanitzat d'alta temperatura (HTV) i cautxú vulcanitzat en calent (HCR). Tot i que els materials de cautxú de silicona líquid vulcanitzats per reacció d'addició també es poden vulcanitzar a temperatura ambient, però a causa del mètode d'emmotllament i la temperatura de vulcanització és diferent i s'anomena cautxú de silicona líquida (LSR), cautxú vulcanitzat a baixa temperatura (LTV) i temperatura ambient de dos components. cautxú vulcanitzat (RTV), etc. En la fabricació d'aïllants de polímer, s'acostuma a utilitzar l'emmotllament per injecció i l'emmotllament per abocament.
Cautxú de silicona del tipus de reacció de condensació d'un component (vulcanitzat amb aire humit), es pot utilitzar per a la construcció de segelladors i productes elèctrics i electrònics, dilució de dissolvent útil en l'ús d'energia, recobriment de cautxú de silicona vulcanitzat a temperatura ambient, mitjançant la polvorització com a material protector per a aïllants ceràmics.
Cautxú de silicona per aïllants de polímer
El cautxú de silicona es pot dividir en diversos tipus segons el seu ús.
3.1 Cautxú de silicona que conté hidròxid d'alumini
Es pot obtenir cautxú de silicona amb bona resistència a les fuites i resistència a l'arc afegint una gran quantitat d'ompliment d'hidròxid d'alumini (ATH). El cautxú de silicona ple de 50 masses d'hidròxid d'alumini té una resistència qualificada a la traça de fuites d'alta tensió (4,5 kV) i té una bona resistència a l'arc, resistència a la intempèrie, resistència a l'esprai de sal i resistència a la pluja àcida, es pot utilitzar com a material aïllant a l'àrea de esprai de sal pesada. No obstant això, com que aquest cautxú de silicona té un gran farcit d'ATH, els seus desavantatges són l'alta viscositat (plàstic), la baixa resistència mecànica, etc.
3.2 Cautxú de silicona sense hidròxid d'alumini
En zones com l'interior d'Europa on no hi ha polvorització de sal, es pot utilitzar cautxú de silicona sense ATH a causa del seu baix nivell de contaminació. En aquesta ocasió, escollint un cautxú de silicona adequat, un tractament de superfície de negre de carboni blanc, l'addició pot millorar el rastre de la resistència a les fuites de l'agent compost per millorar la seva hidrofobicitat, per complir els requisits de la resistència a les fuites d'alta tensió. En comparació amb ATH que conté cautxú de silicona, té una viscositat més baixa, millors propietats físiques i mecàniques i propietats elèctriques.
3.3 Accessoris de cables exteriors
Com que és un accessori de cable exterior, ha de tenir traça de resistència a les fuites. Es poden obtenir materials amb propietats d'allargament permanent baixes utilitzant polímers amb densitat de reticulació ajustada per a productes que es contrauen a temperatura ambient (contracció criogènica).
3.4 Per a accessoris de cable interior
Com que es tracta d'un accessori de cable per a ús interior, és molt poc probable que es vegi afectat per l'esprai de sal, de manera que sovint no es requereix que tingui resistència a les fuites. Encara cal tenir unes característiques de deformació permanent baixes on s'utilitzi la contracció a temperatura ambient (contracció criogènica).
3.5 Aplicacions de recobriment
Si es ruixa a la part molt contaminada del recobriment de cautxú de silicona, pot mantenir una bona hidrofobicitat durant molt de temps. L'aïllant també es pot revestir segons el nivell de contaminació per aconseguir el propòsit d'un ús continuat i estalvi de costos. S'ha informat que si els aïllants de cautxú de silicona estan recoberts, la hidrofobicitat dels aïllants es pot preservar encara més. Actualment, hi ha dos tipus d'aïllants recoberts i aïllants de goma.