Entre los materiales poliméricos que pueden reemplazar la cerámica y el vidrio, el caucho de silicona ha tenido logros prácticos desde la década de 1960 y se destaca entre varios polímeros. Los aisladores de caucho de silicona tienen más ventajas que los aisladores cerámicos. Primero, es liviano, fácil de operar y seguro. Además, los aisladores cerámicos suelen sufrir roturas, que pueden ser provocadas por un solo impacto. Y los aisladores de caucho de silicona pueden soportar impactos mecánicos, como cuando un vehículo choca contra un poste de teléfono.
Aunque otros materiales poliméricos también tienen las ventajas descritas anteriormente, solo el caucho de silicona no causará demasiada contaminación al medio ambiente. Los aisladores de polímero son impermeables, lo que evita las fugas y la formación de arcos en la superficie debido a la caída de gotas de agua. Los aisladores de caucho de silicona recuperan la resistencia al agua más rápido que otros aisladores de polímero, por lo que son materiales duraderos que se pueden usar en entornos hostiles durante mucho tiempo.
1. Características del caucho de silicona
1.1 Características químicas del siloxano
1.1.1 Enlaces químicamente estables
La cadena principal del caucho de silicona está compuesta por cadenas de siloxano (Si-O). Dado que la electronegatividad de Si y O en este enlace es 1,8 y 3,5, respectivamente, que son muy diferentes, la estructura de polarización que se muestra en la FIG. 1 (omitido), que tiene la propiedad de enlace iónico. Por lo tanto, la energía de enlace de Si-O es mayor que la de CC (ver Tabla 1). Además, ① debido a la naturaleza del enlace iónico de la columna vertebral, las propiedades iónicas de la cadena lateral metil CH se debilitan, lo que no es fácil de atacar por otras moléculas, por lo que su estabilidad química es buena; ② Debido a que Si no formará doble enlace ni triple enlace, es difícil formar el punto de partida de la descomposición de la columna vertebral (debido a esta razón, el enlace SI-C es bastante estable), lo que lleva a que la columna vertebral del caucho de silicona sea más estable.
1.1.2 Polímero de alta flexibilidad
El ángulo de enlace (Si-O-Si) del siloxano es mayor (130 grados -160 grados) y su grado de libertad es mayor que el del polímero orgánico (CC, C: 110 grados). La distancia de enlace Si-O (1.64A) también es mayor que la de CC (1.5A). En otras palabras, las moléculas de polímero en su conjunto se mueven fácilmente (se deforman fácilmente).
Debido a la estructura helicoidal del polisiloxano, el enlace de polisiloxano en la cadena principal está hacia adentro debido a la atracción del enlace iónico, y el exterior es el grupo metilo con una interacción débil con la cadena lateral, por lo que la atracción intermolecular del polisiloxano se vuelve pequeña.
1.2 Características del caucho de silicona
De acuerdo con las características químicas descritas en la Sección 1.1, el caucho de silicona tiene las siguientes características, que pueden usarse en situaciones de aislamiento de alta tensión.
1.2.1 Resistencia al frío y al calor
Debido a la alta energía de enlace y la estabilidad química del caucho de silicona, su resistencia al calor es mejor que la de los polímeros orgánicos. Además, debido a la débil interacción entre las moléculas, la temperatura de transición vítrea es baja y la resistencia al frío es buena. Por lo tanto, sus características no cambiarán cuando se use en cualquier parte de la tierra.
1.2.2 impermeable
Debido a que la superficie del polisiloxano es un grupo metilo, es hidrofóbico, por lo que puede usarse para impermeabilizar.
1.2.3 eléctrico
La cantidad de átomos de carbono en las moléculas de caucho de silicona es menor que la de los polímeros orgánicos, por lo que su resistencia al arco y la resistencia a las fugas son muy buenas. Además, incluso la combustión también formará silicio aislante, por lo que su aislamiento eléctrico es excelente. ,
aislador de barra png
1.2.4 Resistencia a la intemperie
Dado que la energía de enlace del siloxano es más alta que la de la luz ultravioleta, es menos probable que cause envejecimiento debido a la luz ultravioleta. En la prueba de envejecimiento acelerado de resistencia al ozono, el polímero orgánico en unos pocos segundos a unas pocas horas se debe al envejecimiento y al agrietamiento, y el caucho de silicona, incluso después de 4 semanas de envejecimiento, solo disminuyó ligeramente la resistencia y no produjo agrietamiento, es decir, su La resistencia al ozono es buena. La lluvia ácida es una mezcla de iones con un PH de aproximadamente 5,6, y la solución se usó en la prueba de lluvia ácida artificial (500 veces). El caucho de silicona tiene una excelente resistencia a los productos químicos, aunque el caucho de silicona en lluvia ácida y otras mezclas también pueden tener cambios diferentes, pero me temo que el efecto no es grande.
1.2.5 Deformación permanente
Las características de deformación permanente (alargamiento permanente y deformación permanente por compresión) del caucho de silicona a temperatura ambiente/alta temperatura son mejores que las de los polímeros orgánicos.
2 Clasificación del caucho de silicona
De acuerdo con las características del caucho de silicona antes de la vulcanización, se puede dividir en dos tipos sólidos y líquidos, también se puede dividir en vulcanización con peróxido, vulcanización por reacción de adición y vulcanización por reacción de condensación, tres tipos según el mecanismo de vulcanización. La diferencia entre el caucho de silicona sólido y líquido radica en el peso molecular del polisiloxano. El caucho de silicona sólido se puede vulcanizar con cualquiera de las reacciones de vulcanización y adición de peróxido y se conoce comúnmente como caucho vulcanizado a alta temperatura (HTV) y caucho vulcanizado en caliente (HCR). Aunque los materiales de caucho de silicona líquida vulcanizados por reacción de adición también se pueden vulcanizar a temperatura ambiente, debido al método de moldeo y la temperatura de vulcanización es diferente y se denomina caucho de silicona líquida (LSR), caucho vulcanizado a baja temperatura (LTV) y temperatura ambiente de dos componentes. caucho vulcanizado (RTV), etc. En la fabricación de aisladores poliméricos se suele utilizar moldeo por inyección y moldeo por vertido.
El caucho de silicona del tipo de reacción de condensación de un componente (vulcanizado con aire húmedo) se puede utilizar para la construcción de selladores y productos eléctricos y electrónicos, dilución de solvente útil en el uso de energía, recubrimiento de caucho de silicona vulcanizado a temperatura ambiente, mediante pulverización como material protector para aisladores cerámicos.
Caucho de silicona para aisladores poliméricos
El caucho de silicona se puede dividir en varios tipos según su uso.
3.1 Caucho de silicona que contiene hidróxido de aluminio
Se puede obtener caucho de silicona con buena resistencia a las fugas y resistencia al arco mediante la adición de una gran cantidad de hidróxido de aluminio (ATH). El caucho de silicona relleno con 50 masas de hidróxido de aluminio tiene resistencia calificada a la traza de fuga de alto voltaje (4,5 kV), y tiene buena resistencia al arco, resistencia a la intemperie, resistencia al rocío de sal y resistencia a la lluvia ácida, se puede usar como material aislante en el área de fuerte niebla salina. Sin embargo, debido a que este caucho de silicona tiene un alto contenido de ATH, sus desventajas son la alta viscosidad (plástico), la baja resistencia mecánica, etc.
3.2 Caucho de silicona sin hidróxido de aluminio
En áreas como el interior de Europa donde no hay niebla salina, se puede usar caucho de silicona sin ATH debido a su bajo nivel de contaminación. En esta ocasión, al elegir el caucho de silicona adecuado, el tratamiento superficial de negro de humo blanco, la adición puede mejorar la traza de resistencia a las fugas del agente compuesto para mejorar su hidrofobicidad, para cumplir con los requisitos de traza de resistencia a las fugas de alto voltaje. En comparación con el caucho de silicona que contiene ATH, tiene una viscosidad más baja, mejores propiedades físicas y mecánicas y propiedades eléctricas.
3.3 Accesorios para cables de exterior
Debido a que es un accesorio de cable para exteriores, debe tener trazas de resistencia a las fugas. Se pueden obtener materiales con propiedades de elongación permanente bajas utilizando polímeros con densidad de reticulación ajustada para productos que se encogen a temperatura ambiente (contracción criogénica).
3.4 Para accesorios de cables de interior
Debido a que es un racor de cable para uso en interiores, es muy poco probable que se vea afectado por la niebla salina, por lo que a menudo no se requiere que tenga resistencia a la detección de fugas. Todavía es necesario tener características de deformación permanente bajas cuando se utiliza la contracción a temperatura ambiente (contracción criogénica).
3.5 Aplicaciones de recubrimiento
Si se rocía sobre la parte muy contaminada del revestimiento de caucho de silicona, puede mantener una buena hidrofobicidad durante mucho tiempo. El aislador también se puede recubrir de acuerdo con el nivel de contaminación para lograr el propósito de uso continuo y ahorro de costos. Se ha informado que si los aisladores de caucho de silicona están revestidos, la hidrofobicidad de los aisladores puede conservarse aún más. En la actualidad, existen dos tipos de aisladores revestidos y aisladores de caucho.