Az elektromos területen az egyik lényeges dolog az elektromos vezetékek és kábelek számára a szigetelő és burkolat anyagok.Sok éven át az erősáramú kábelek kiemelkedő szigetelőanyaga az olajjal impregnált papír volt, kiváló elektromos tulajdonságai miatt.Arra is képes, hogy túlzott mértékű károsodás nélkül ellenálljon a nagyfokú termikus túlterhelésnek.Higroszkópos jellege miatt azonban a fémburkolat nedvességkorrodált.Ezért régóta szükség volt egy elektromos kábel szigetelőanyagra, amely a hőre lágyuló anyagok nem higroszkópos jellegének kombinációjával rendelkezik.
A térhálós polimerek előállítása két különböző módszerrel történhet.Az egyik a kémiai módszer, a másik az ionizációs módszer.Bár a térhálósítás ezen hatásának megvalósítása több mint 150 éves, az ionizáló sugárzás térhálósító hatását Charlesby először bizonyította határozottan.A sugárzásos térhálósítási módszer a kis méretű és vékonyfalú vezetékek esetében a legtermékenyebb, ezért az elektromos és elektronikus berendezésekhez használt vezetékek sugárzásos térhálósítási módszerrel készültek.A módszer előnyös az alacsony energiafogyasztás és kis helyigény miatt.A sugárzási folyamat könnyen szabályozható, és energiamegtakarítást, valamint a szennyezés szabályozását is lehetővé teszi.A sugárzási térhálósítás sajátos jellemzőit az alábbiakban foglaljuk össze: (1) A gyártósor sebessége szabályozható.Nagy sebességű bevonat (extrudálás) lehetséges, mivel nincs szükség térhálósító szerre.Nagy teljesítményű és alacsony energiájú gyorsító használatával gyors kikeményedés érhető el.(2) A térhálósítás egyenletessége kiváló.Az egyenletes térhálósítás egy megfelelő gép kiválasztásával és a huzalelőtolás optimális kialakításával valósítható meg.(3) Különféle polimerek állíthatók elő a sugárzásos térhálósítási eljárással végzett térhálósodás mértékétől függően.Ezenkívül a sugárkezelési eljárás előnyösebb, mint a gőzkezelési eljárás.A gőzkezelési folyamat során a nagy gőznyomás alatt a polimer rétegbe beszivárgó víz számos „mikrooidumot” hoz létre, amelyek fa alakú részleges kisülési meghibásodást idézhetnek elő, amikor a kábel üzemben van.Bár a jelenség nagyon bonyolult, a fák felnőhetnek, és a kábelek dielektromos szilárdságának csökkenését okozhatják.Ezeken kívül a gőzkezelési eljárásnak van néhány hátránya az energiafogyasztás szempontjából: (a) magas gőznyomás szükséges a magas hőmérséklet eléréséhez;(b) a kábelen kívülről történő hővezetési hatékonyság alacsony és (c) nagy mennyiségű energiát fogyaszt a kábelvezető, ami alacsonyabb hőhatékonyságot és hosszabb térhálósodási reakciót eredményez.A sugárkezelés a száraz eljárások egyik jelöltje.Azonban azzal a problémával jár, hogy a besugárzás hatására a szigetelőrétegben leállt és/vagy kialakult elektronok felhalmozódása fa alakú részleges lebomlást is indukál a besugárzás alatt és után.Teljesen különbözik a „vízmentes eljárástól”.Mivel a polimer kábel magas nedvességet és nagy üregeket tartalmaz, a kikeményedési folyamat szükséges.A fenti előnyök mellett a félvezető anyagok könnyen bevihetők a sugárzásos kikeményítési folyamatba, ami gőzkezelés esetén nem egyszerű, mivel az anyagok többsége nem bírja a magas hőmérsékletet és nyomást.
A sugároltásos technika a vezetőképességet is átadja a mátrixnak.Ez az egyedülálló módszer a vezető mátrix és a szigetelőanyag összekapcsolására.Ez a technika magában foglalja a vázpolimer deaktiválását egy megfelelő monomerrel ojtással, majd a vezető polimernek a váz aktív felületére történő felhordását.A szigetelő tulajdonságon kívül ebben az esetben a polimer vezetőként is viselkedhet.Bár még nem ismert, számos lehetséges alkalmazást mutathat be, például EMI-árnyékolás, vezető bevonatok és antisztatikus szerek.Bhattacharya etal.elkészítették a polimer-FEP-g-(AA)-PPY és polimer-FEP-g-(sty)-PPY kompozitokat.Először a polimer-FEP-et Co-60 forrásból besugározták, majd a filmet különböző százalékos monomerekbe mártották.Ezután a PPy-t az ojtott felületre vitték fel pirrol oxidatív polimerizációjával, vas-kloridot használva oxidálószerként.A felületi ellenállás csökken, és 104-105 ohm/cm2 nagyságrendű.A felületi ellenállás a monomerek ojtásának százalékától függ.Ezzel a technikával a felületi vezetőképesség növelhető az ömlesztett vezetőképesség helyett.A film fényvezető viselkedése grafttechnikával is átadható.A cellulóz-acetát-g-(N-vinil-karbazol) és a cellulóz-acetát-g-(N-vinil-karbazol-metil-metacilát) a fényvezető fólia példái.
Az elektromos kábeliparban főleg polietilént, polivinil-kloridot (PVC), EPDM gumikat használnak.A polietilént kiváló elektromos tulajdonságai és hosszabb élettartama miatt használják.A kis sűrűségű polietilént több okból is előnyben részesítik a nagy sűrűségű polietilénnel szemben. Ennek okai a következők: (a) nagyobb rugalmasság;(b) nagyobb dielektromos szilárdság, mint a nagy sűrűségű polietilénnél;c) hosszabb élettartam, mint a HDPE;(d) kevésbé nehéz feldolgozni, mint a HDPE, és (e) kisebb a kockázata annak, hogy az LDPE szigetelésébe üregek kerüljenek, ami ionizációt okoz.Az összes ilyen előny ellenére az LDPE-nek megvannak a maga korlátai kábelszigetelő anyagként.Mivel egy hőre lágyuló polimer, lágyulási hőmérséklete 105-115 °C körül van, és hajlamos feszültségrepedésre, amikor bizonyos felületaktív anyagokkal érintkezik.A polietilén molekulák térhálósítása javítja a termikus és fizikai tulajdonságokat, miközben elektromos tulajdonságai nagyrészt változatlanok maradnak.A térhálósított polietilén tehát többé nem hőre lágyuló polimer.A polietilén kristályos olvadáspontján meglágyul, és rugalmas, gumiszerű állagot vesz fel, ezt a tulajdonságot a további hőmérséklet-emelkedés során is megőrzi, amíg 300°C-on olvadás nélkül elszenesedik.A stressz-repedésre való hajlam teljesen eltűnik, és nagyon jó ellenálló képesség alakul ki a forró levegőben történő öregedés ellen.A térhálósított polietilén kábeleket kiváló elektromos és fizikai tulajdonságaik miatt széles körben kedvelik.Képes nagy áramok elviselésére, kis sugarú hajlításnak ellenáll, és könnyű súlya, ami egyszerű és megbízható telepítést tesz lehetővé, azaz mentes a magassági korlátoktól, mivel nem tartalmaz olajat, és így mentes az olajban történő olajvándorlásból eredő meghibásodásoktól terepi kábel.Általában nem igényel fémburkolatot. Így mentes a fémburkolatú kábelekre jellemző meghibásodásoktól, korróziótól és kifáradástól.Napjainkban a sugárzásos térhálósítást nemcsak polietilénre, hanem más polimerekre is alkalmazzák, például polivinil-kloridra, poliizobutilénre stb. A PVC önmagában is rendkívül instabil polimer.Kereskedelmi jelentőséget csak a hatékony stabilizációs eszközök kidolgozása után kezdett elnyerni.Módosító szerek (stabilizátorok, lágyítók, töltőanyagok és egyéb adalékok) segítségével a PVC a tulajdonságok széles spektrumát mutatja, a rendkívül merevtől a nagyon rugalmasig.Alkalmazásának sokszínűsége és alacsony költsége felelős a világpiacon betöltött jelentőségéért.
A térhálósítás hatékonyságának növelése érdekében a polimereket nagyon ritkán használják tiszta formában.A lágyítóknak, antioxidánsoknak, töltőanyagoknak saját szerepük van a szükséges tulajdonságok kölcsönzésében.Az addíció jobb a térhálósítási folyamat során.A polimerekhez lágyítószereket adnak, hogy csökkentsék a polimer termék ridegségét.A térhálósodást befolyásolják, amikor részt vesznek a szabadgyökök képződésében, vagy belépnek a terjedési reakciókba.A dibutil-ftalát, a tritolil-foszfát és a diallil-foszfát a PVC lágyítóinak gyakori példái.A rugalmasság és a rugalmasság, ami nagyon fontos az elektromos szigetelésben, javítható a lágyítók PVC-hez való hozzáadásával.Valójában a PVC esetében, amely a kiegyensúlyozatlan szerkezete miatt poláris, erős intermolekuláris kötéseket hoz létre, amelyek a makromolekuláris láncokat mereven összekapcsolva, együtt rugalmatlanná teszik.Az antioxidánsok az adalékanyagok egy másik csoportját alkotják, amelyek minden térhálósított keverékhez szükségesek, amelyet abból a célból terveztek, hogy a polimergyártás magasabb termooxidatív stabilitását összehasonlítsák.Általában a térhálósodást befolyásolják a gyökök megkötésével, amelyek keresztkötéseket képezhetnek.Az RC (4,4-tio-bisz(6-terc-butil-3-metil-fenol), MB (merkapto-benzoimidazol) az Ueno és munkatársai által használt antioxidánsok példái. A lágyítók és antioxidánsok mellett színezékekre is szükség van. ahogy a huzalszigetelő anyagokat különösen a készülékekhez használták. A műanyagok színezőanyagai között sokféle szervetlen és szerves anyag található. Az elszíneződött adalékokat nem részesítik előnyben ezen a területen. A töltőanyagokat általában fizikai-mechanikai tulajdonságaik és feldolgozhatóságuk javítása érdekében adják hozzá. A töltőanyagok pozitív hatása Megállapították, hogy a polietilén gyökök hozama 50%-kal nőtt, ha kis mennyiségű (0,05%) aerosilt adnak hozzá. Feltételezték, hogy nagyobb gyökképződés megy végbe az interfázisú aerosil- polietilén, ahol a makromolekulák kompenzálatlan törzsek nem egyensúlyi állapotában lehetnek Magasabb töltőanyag tartalom esetén energiaátadás léphet fel a töltőanyagból a polimer fázisba, ami hozzájárul a szabadgyökök nagyobb hozamához.Ezenkívül a besugárzás és a reaktív keverék kombinációja befolyásolhatja a térhálósodások lokalizációját a polimer láncok mentén.
Röviden, a sugárzás fontos szerepet játszik az elektromos térben alkalmazott polimer feldolgozásban. A „sugárzásos térhálósodás” az a jelenség, amellyel a polimerek tulajdonságai javíthatók.Ez a legfejlettebb módszer, mint például a „vulkanizálás”, bizonyos korlátokkal rendelkezik.A térhálósítás hatékonysága megfelelő monomerek kiválasztásával javítható.A sugárzásos térhálósítási eljárásban a lágyítók, töltőanyagok és az égésgátló adalék meglehetősen hatékonyak a sugárzásos térhálósítási eljárásban.A sugárzásos térhálósítási módszer nagyon hasznos félvezető anyagok előállításánál is.Ezeken túlmenően sugárbeültetéses technika is alkalmazható vezetőképes kompozit fólia és fényvezető viselkedésű fóliák előállítására.
Feladás időpontja: 2017. május-02