EuroWire July 2017

Technischer artikel

Die Vorbereitung solcher Compounds wurde mit deren vollständigen Charakterisierung im Vergleich zu den standardmäßigen bleifreien MV-Isolierstoffen beschrieben. Mittels DDK wurde das dynamische Vulkanisationsverfahren untersucht. Untersucht wurde tatsächlich die Fähigkeit in einer industriellen Pilotanlage TPV-Compounds zur Anwendung als MV-Isolierung herzustellen. Formulierung, die Polymere, Füllstoffe, Coagents und Antioxidante enthält, wurden MV-TPV in einem völlig reproduzierbaren und zuverlässigen Verfahren erzielt. Die Ergebnisse der Technologie liegen in den Gesamteigenschaften der MV TPV-Compounds, die der Leistung von standardmäßigen bleifreien MV IS79 ähnlich sind. Die rheologische Studien bestätigen die TPV-Beschaffenheit der Compounds und simulieren deren Extrusionsverhalten. Dabei beweisen sie, dass dank einer genauen Auswahl der thermoplastischen PP, es möglich ist die Scherbeanspruchung zu senken, während die typische elastische Reaktion der TPV-Compounds unverändert beibehalten wird. der Spannung s -Dehnung s -D i ag r amme der MV TPV-Compounds bestätigt deren elastisches Verhalten, das nur teilweise durch die Kristallisation der thermoplastischen Phase beeinflusst wird, mit darauffolgenden mechanische Eigenschaften, die der MV IS 79S-Benchmark ähnlich sind. Nach der Alterung bei 135°C, haben MV TPV-Compounds deren Widerstand bis zu 504 Std. lang mit beibehaltener TS und EB > 70% bewiesen. Nach einer 504 Std langen Alterung bei 150°C, bewahrt MV TP79 C 80% seiner TS und 70% seiner EB - mit den Bezug MV IS79 fast übereinstimmend. Schließlich wurden trockene und nasse elektrische Eigenschaften für alle Compounds bei 500V und 50Hz gemessen. Der Tanδ unter trockenen Bedingungen erhöht sich mit der Temperatur bis zu einer oberen Grenze von zirka 5 ∙ 10 -3 bei 90°C für MV TP79 A, was durchaus vergleichbar ist mit dem Tanδ von MV IS79 bei derselben Temperatur, 3,5 ∙ 10 -3 . In ähnlicher Weise, variiert ε r in einer sehr engen Bandbreite (zwischen 2,8 und 2,4) bei 25°C und bis zu 90°C für alle Compounds. Die Messungen des spezifischen Durchgangswiderstands bestätigen hervorragende Isoliereigenschaften bei 25°C (10 15 Ω-cm), die bei 90°C (10 13 Ω-cm) leicht abfallen. Die elektrischen Eigenschaften unter nassen Bedingungen Trotz der komplexen Eine detaillierte Analyse

wurden durch Eintauchen der Proben in Wasser bis zu 28 Tage lang bei 90°C gemessen. Der Tanδ unter nassen Bedingungen erhöht sich höchstens auf 3,5 ∙ 10 -2 für MV TP79 B. Die Mischungen MV TP79A und C zeigten einen besseren Widerstand gegenüber Wasser; letzterer nahe der Leistung von MV IS79 nach 28 Tagen imWasser bei 90°C, 2,2 ∙ 10 -2 bzw. 1,3 ∙ 10 -2 . Dieselbe Tendenz wurde für die ε r beobachtet, die langsam ansteigt nachdem die Proben in Wasser eingetaucht werden. Jedoch sind die Fluktuationen geradezu bedeutungslos, da sie zwischen 2,53 und 2,66 liegen und unter Berücksichtigung des Fehlers, der mit der Messung verbunden wird. Abschließend wurde eine vollständige Untersuchung über die TPV-Compounds als Isoliermaterial für MV-Anwendungen vorgestellt. Der stufenweise Ansatz zeigte wie damit die Eigenschaften der Compounds zunehmend erhöht werden können und ein völlig thermoplastisches bleifreies Material erreicht werden kann, namentlich MV TP79 C, mit mechanischen, rheologischen und elektrischen Leistungen, die mit jenen des Marktstandards des bleifreien MV IS79 vergleichbar sind. Entsprechend der Norm CEI 20-86, kann MV TP79 C als MV-Isolierung hergestellt werden mit einer Einstufung von 105°C für eine kontinuierliche Betriebstemperatur und einem Notfall-Kurzschluss von 250°C. Indem die Strategie vorangetrieben wird, nimmt Mixer SpA an MV TPV-Compounds mit höherem Widerstand und höheren elektrischen Eigenschaften bei hohen Temperaturen und im Wasser in der nahen Zukunft zu entwickeln. n Danksagung Die Autoren möchten Imerys als Lieferant der Rohstoffe danken, die in dieser Studie benutzt wurden. Darüber hinaus möchten die Autoren die Laboratorien von Imerys in Par, UK, für die elektrischen Messungen danken, die an deren Compounds durchgeführt wurden. [1] https://www.scribd.com/doc/317018709/Mixer- SpA-Lead-Free-EPDM-Compounds-for-MV-Cables [2] http://echa.europa.eu/substance-information/-/ substanceinfo/100.013.880 [3] F R De Risi and J W M Noordermeer, “Effect of Methacrylate Co-agents on Peroxide Cured PP/ EPDM Thermoplastic Vulcanizate,” Rubber Chem. Technol, 80(1), 83-99, (2007). [4] R Rajesh Babu, N K Singha and K Naskar,“Influence of 1,2-Polybutadiene as Coagent in Peroxide Cured Polypropylene/Ethylene Octene Copolymer Thermoplastic Vulcanizates,” Mater Design, 31, 3374-3382, (2010). Literatur

[5] Y Chen, C Xu, X Liang and L Cao, “In Situ Reactive Compatibilization of Polypropylene/Ethylene- Propylene-Diene Monomer Thermoplastic Vulcanizate by Zinc Dimethacrylate via Peroxide-Induced Dynamic Vulcanization,” J Phys. Chem B, 117, 10619-10628, (2013). [6] L A Goettler, J R Richwine and F J Wille, “The Rheology and Processing of Olefin-based Thermoplastic Vulcanizates,” Rubber Chem. Technol, 55(5), 1448-1463, (1982). [7] A A Katbab, H Nazockdast and S Bazgir, “Carbon Black-reinforced Dynamically Cured EPDM/ PP Thermoplastic Elastomers. I Morphology, Rheology, and Dynamic Mechanical Properties,” J Appl Polym Sci., 75(9), 1127-1137, (2000). [8] S Abdou-Sabet, R C Puydak and C P Rader, “Dynamically Vulcanized Thermoplastic Elastomers,” Rubber Chem Technol, 69(3), 476-494, (1996). [9] M Boyce, K Kear, S Socrate and K Shaw, “Deformation of Thermoplastic Vulcanizates,” J Mech Phys Sol, 49(5), 1073-1098, (2001). [10] Y Yang, T Chiba, H Saito, and T Inoue, “Physical Characterization of a Polyolefinic Thermoplastic Elastomer,”Polymer, 39(15), 3365-3372, (1998).

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