EuroWire July 2017

57 / 88

Техническая статья
55 июль 2017 г.
Laboratories, Пар, Великобритании. В
деталях, коэффициент потерь (Tanδ),
диэлектрическая постоянная (εr) и
объёмное удельное сопротивление
были измерены при температуре до
90°C в сухих условиях. Дополнительно
Tanδ и εr были проанализированы
после опущения компаундов в
воду при 90°C на срок до 28 дней.
Результаты испытаний были сравнены
со стандартными бессвинцовыми
компаундами для среднего напряжения
IS79, демонстрирующие, что может
быть предложен инновационный и
надежно изолирующий компаунд,
который сочетает в себе характеристики
бессвинцового сшитого СКЭПТ
компаунда с возможностью обработки
его до термопластичного материала.
2 Бессвинцовые
ТПВ компаунды
для среднего
напряжения
2.1 Подготовка ТПВ компаундов для
среднего напряжения
Бессвинцовый изоляционный компаунд
для среднего напряжения MV IS79 и
термопластичные вулканизирующие
компаунды для среднего напряжения
ТПВ были подготовлены во закрытом
смесителе, оборудованном роторами
противоположного вращения и камерой
объемом 8 см3. Состав ТПВ компаундов
для среднего напряжения указан в
Таблице 1. Очевидно, что компаунды MV
TPV79 A и B имеют то же соотношение
между эластомерной и термопластичной
фазой, тем не менее, в их формуле
используются разные соагенты. Это
было сделано после исследований
влияния соагентов на характеристики
ТПВ компаундов путем предотвращения
декомпозиции ПП через β-расщепление,
вызванное свободными радикалами[3].
MVIS79былприготовлендлясмешивания
всех компонентов в закрытом смесителе,
что ведет к полному смешиванию
ингредиентов. После выгрузки пероксид
был добавлен при низкой температуре
в двухвальцевом станке. Образцы
испытаний были получены путем сжатия
вальцованных листов в станке прямого
прессования при 180°C в течение
10 минут. Образцы механических
характеристик были высечены штампов
в направлении фрезеровки.
Компаунды MV TP79 были подготовлены
путем смешивания бессвинцового
компаунда (MV IS79) с термопластичным
полипропиленом (ПП) в соответствии
с пропорцией, указанной в Таблице
1. Во время процесса смешения в
момент реакции свободных радикалов
при постоянном росте температуры
с крутящим моментом в соответствии
с определенной моделью, которая
графическипредставленанаРисунке2[4,5].
После загрузки ингредиентов крутящий
момент растет из-за большой вязкости
компонентов при низкой температуре.
При росте температуры материалы
становятся мягче, крутящий момент
уменьшается в то время, как происходит
смешивание. При начале реакции
радикалов происходит одновременная
сшивка каучуковой фазы и
β-расщепление ПП фазы, с последующей
инверсией фазы, приводящей к
быстро увеличивающему крутящему
моменту. Окончательная температура,
при которой ТПВ выгружались после
примерно восьми минут обработки была
между 200°C и 220°C. Все еще горячие
компаунды были каландрированы в
двухвальцовом станке в форме листа;
были получены пластинки путем сжатия
листов в станке прямого прессования.
Образцы механических характеристик
были высечены штампов в направлении
фрезеровки.
Как показано в Таблице 2, все компаунды
демонстрируют сопоставимые
механические характеристики, а именно,
прочность на разрыв, удлинение при
разрыве и прочность на разрыв при
200-процентном удлинении.
Выбор ПП и его коэффициент
оказывает не очень большое влияние
на механические характеристики,
которые близки к стандартному MV IS79.
Напротив, кристалличность ППприводит
к видимому увеличению жесткости,
которое составляет 48 дюрометров для
стандартного MV TP79 C, т.е., компаунда
с самым высоким содержанием ПП. Из-за
высокой вязкости MV TP79 A и B, индекс
текучести расплава был измерен при
190°C и весе 21,6 кг.
Их низкая текучесть может быть
принципиально обусловлена двумя
факторами: коэффициентом между
термопластичной и эластомерной
Состав ТПВ MV TP79 A MV TP79 B MV TP79 C
MV IS79 75% 75% 70%
ПП-11 25% 25% 20%
ПП-22 - - 10%
▲ ▲ Таблица 1. Состав ТПВ для среднего напряжения
MV
IS79
MV
TP79 A
MV
TP79 B
MV
TP79 C
Прочность на разрыв 1 [Н/мм2 ] 16.61 17.31 17.19 15.73
Удлинение при разрыве1 [%] 321 360 310 341
Прочность на разрыв при 200% [Н/мм2] 14.23 13.57 14.48 13.62
Жесткость 2 [Дюрометр A-D] 80-/ 96-45 95-46 96-48
Индекс текучести расплава 3 [гр/10мин] 27.64 4.4 4.2 21.3
1ASTM D412; 2ASTM D2240; 3ASTM D1238 (190°C, 21.6kg), 4Измерено на компаунде без
пероксида
▼ ▼ Таблица 2. Стандартные физические характеристики изоляционных компаундов для среднего
напряжения
▼ ▼ Рисунок 2. Изображение изгибающего
момента в функции времени во время
производства ТПВ компаундов для среднего
напряжения. Указаны три основных шага
технологического процесса
▼ ▼ Рисунок 3. Анализ ДСК неосушенного
(вверху) и осушенного (внизу) MV IS79.
Пунктирная линия: графическое
изображение основы, взятой для подсчета
реакции энтальпии
Тепловой поток
эндотермического процесса Изгибающий момент
1d = 0.891 gr/cm 3, MFI (230ºC; 2.16kg) = 8.0 gr/10min; 2d = 0.900 gr/cm 3, MFI (230°C;
2.16kg) = 10.0 gr/10 min
Температура [°C] Время [мин]
Нагрузка Смешивание Динамическая
вулканизация