على الرغم من أن مواد البوليمر الأخرى تتمتع أيضًا بالمزايا الموضحة أعلاه ، إلا أن مطاط السيليكون فقط لن يتسبب في الكثير من التلوث للبيئة. عوازل البوليمر مقاومة للماء ، لذلك لا يوجد تسرب أو تقوس السطح بسبب قطرات الماء المتساقطة. تستعيد عوازل مطاط السيليكون مقاومة الماء بشكل أسرع من عوازل البوليمر الأخرى ، وهي مادة متينة يمكن استخدامها في بيئة قاسية لفترة طويلة.
1. خصائص مطاط السيليكون
1.1 الخصائص الكيميائية للسيلوكسان
1.1.1 روابط كيميائية ذات خصائص كيميائية مستقرة
تتكون السلسلة الرئيسية من مطاط السيليكون من سلسلة siloxane (Si-O). نظرًا لأن الكهربية لـ Si و O على هذه الرابطة هي 1.8 و 3.5 على التوالي ، وهما مختلفان تمامًا ، فإن بنية الاستقطاب كما هو موضح في الشكل. 1 (محذوف) يتكون ، والذي له خاصية الرابطة الأيونية. وبالتالي ، فإن طاقة الرابطة لـ Si-O أعلى من طاقة CC (انظر الجدول 1). بالإضافة إلى ذلك ، نظرًا لخصائص الرابطة الأيونية الرئيسية للسلسلة ، تضعف الخصائص الأيونية للسلسلة الجانبية للميثيل CH ، وليس من السهل مهاجمتها من قبل الجزيئات الأخرى ، لذا فإن ثباتها الكيميائي جيد. ② نظرًا لأن Si لا تشكل روابط مزدوجة وثلاثية ، فمن الصعب تكوين نقطة البداية لتحلل السلسلة الرئيسية (لهذا السبب ، تكون رابطة Si-C مستقرة تمامًا) ، مما يؤدي إلى أن السلسلة الرئيسية لمطاط السيليكون أكثر استقرارًا .
1.1.2 بوليمر عالي المرونة
يحتوي siloxane على زاوية رابطة كبيرة (Si-O-Si) (130 درجة -160 درجة) ودرجة حرية أعلى من البوليمر العضوي (CC ، C: 110 درجة). مسافة رابطة Si-O (1.64A) أكبر أيضًا من مسافة CC (1.5A). بمعنى آخر ، تتحرك جزيئات البوليمر بسهولة (تتشوه بسهولة) ككل.
(3) هيكل حلزوني (الشكل 2 (محذوف))
نظرًا للهيكل الحلزوني لعديد السيلوكسان ، فإن رابطة السيلوكسان على السلسلة الرئيسية للجاذبية إلى الداخل بسبب الرابطة الأيونية ، والجانبية هي مجموعة الميثيل ذات تفاعل السلسلة الجانبية الضعيفة ، وبالتالي تصبح الجاذبية الجزيئية متعددة السيلوكسان أصغر.
1.2 خصائص مطاط السيليكون
وفقًا للخصائص الكيميائية الموضحة في القسم 1.1 ، يتميز مطاط السيليكون بالخصائص التالية ، والتي يمكن استخدامها لعزل الجهد العالي.
1.2.1 مقاومة الحرارة والبرودة
نظرًا لطاقة الرابطة العالية والاستقرار الكيميائي لمطاط السيليكون ، فإن مقاومته للحرارة أفضل من مقاومة البوليمر العضوي. علاوة على ذلك ، نظرًا للتفاعل الضعيف بين الجزيئات ، تكون درجة حرارة التزجج منخفضة والمقاومة الباردة جيدة. نتيجة لذلك ، لن تتغير خصائصه عند استخدامه في أي مكان على هذا الكوكب.
شريط عازل. png
1.2.2 مقاومة الماء
لأن سطح البولي سيلوكسان عبارة عن مجموعة ميثيل ، لذلك فهو كاره للماء ، ويمكن استخدامه لمقاومة الماء.
1.2.3 الخصائص الكهربائية
عدد ذرات الكربون في جزيء مطاط السيليكون أقل من البوليمر العضوي ، لذا فإن مقاومة القوس ومقاومة التسرب جيدة جدًا. بالإضافة إلى ذلك ، حتى إذا تم حرقه ، فإنه سيشكل السيليكون العازل ، لذلك يتمتع بعزل كهربائي ممتاز.
1.2.4 تحمل الطقس
1.2.5 تشوه دائم
يتميز مطاط السيليكون بخصائص تشوه دائمة أفضل (استطالة دائمة وتشوه دائم انضغاطي) عند درجة حرارة الغرفة / درجة حرارة عالية من البوليمرات العضوية.
2 تصنيف مطاط السيليكون
وفقًا لخصائص ما قبل الفلكنة ، يمكن تقسيم مطاط السيليكون إلى نوعين صلب وسائل ، وفقًا لآلية الفلكنة يمكن تقسيمها إلى تقسية البيروكسيد ، إضافة تقسية تفاعل الكبريت وتفاعل التكثيف ، الفلكنة ثلاثة أنواع. الفرق بين مطاط السيليكون الصلب والسائل هو الوزن الجزيئي لبولي سيلوكسان. يمكن تقطيع مطاط السيليكون الصلب باستخدام أي من تفاعلات الفلكنة والفلكنة البيروكسيدية ، والمعروفة باسم المطاط المبركن عالي الحرارة (HTV) والمطاط المبركن الساخن (HCR) (انظر الجدول 5 ، 6). على الرغم من أن مادة مطاط السيليكون السائل المفلكنة عن طريق تفاعل الإضافة يمكن أيضًا أن تكون مفلكنة في درجة حرارة الغرفة ، إلا أنها تسمى مطاط السيليكون السائل (LSR) ، ومطاط مبركن بدرجة حرارة منخفضة (LTV) ومطاط مبركن بدرجة حرارة الغرفة مكونين (RTV) بسبب الصب المختلف طرق ودرجة حرارة مبركن. في صناعة عوازل البوليمر ، يتم استخدام القولبة بالحقن والصب بشكل شائع.
نوع تفاعل تكثيف مكون واحد (تقسية الهواء الرطب) مطاط السيليكون ، يمكن استخدامه لبناء مواد مانعة للتسرب ومنتجات كهربائية وإلكترونية ، وهو مفيد في استخدام طلاء مطاط السيليكون المفلكن لتخفيف المذيبات الكهربائية في درجة حرارة الغرفة ، عن طريق الرش كمواد واقية للسيراميك عوازل.
مطاط السيليكون لعوازل البوليمر
حسب استخدام مطاط السيليكون يمكن تقسيمه إلى عدة أنواع.
3.1 مطاط السيليكون المحتوي على هيدروكسيد الألومنيوم
يمكن الحصول على مطاط السيليكون بمقاومة جيدة لتتبع التسرب ومقاومة القوس بإضافة كمية تعبئة عالية من هيدروكسيد الألومنيوم (ATH). مطاط السيليكون المملوء بـ 50 قطعة كتلة من هيدروكسيد الألومنيوم له مقاومة أثر تسرب مؤهلة للجهد العالي (4.5 كيلو فولت) ، ولديه مقاومة جيدة للقوس ، ومقاومة الطقس ، ومقاومة رش الملح ومقاومة المطر الحمضي ، ويمكن استخدامه كمواد عازلة في رش الملح الثقيل المناطق. ومع ذلك ، نظرًا لارتفاع نسبة الملء ATH لمطاط السيليكون هذا ، فإن عيوبه هي اللزوجة العالية (اللدونة) والقوة الميكانيكية المنخفضة وما إلى ذلك.
3.2 مطاط السيليكون بدون هيدروكسيد الألومنيوم
في مناطق مثل المناطق الداخلية من أوروبا حيث لا يوجد رذاذ الملح ، يمكن استخدام مطاط السيليكون غير المملوء بـ ATH بسبب انخفاض مستوى التلوث. في هذه الحالة ، من خلال اختيار مطاط السيليكون المناسب ، ومعالجة سطح الكربون الأسود الأبيض ، يمكن أن تؤدي الإضافة إلى تحسين مقاومة أثر التسرب للمركب لتحسين قدرته على مقاومة الماء ، لتلبية متطلبات مقاومة أثر التسرب بالضغط العالي. بالمقارنة مع مطاط السيليكون الذي يحتوي على ATH ، فهو يتمتع بلزوجة أقل وخصائص ميكانيكية فيزيائية وخصائص كهربائية أفضل.
3.3 ملحقات الكابلات الخارجية
نظرًا لأنه تركيب كبل خارجي ، يجب أن يكون مقاومًا لآثار التسرب. يمكن الحصول على مواد ذات خصائص استطالة دائمة منخفضة باستخدام بوليمرات ذات كثافة متشابكة معدلة للاستخدام في المنتجات التي تتقلص في درجة حرارة الغرفة (انكماش في درجات حرارة منخفضة).
3.4 لملحقات الكابلات الداخلية
نظرًا لأنه تركيب كبل داخلي ، فإن احتمال التأثر برذاذ الملح ضئيل ، لذلك ليس من الضروري في كثير من الأحيان الحصول على أداء مقاومة تتبع التسرب. لا يزال من الضروري الحصول على خصائص تشوه دائمة منخفضة عند استخدامها لانكماش درجة حرارة الغرفة (انكماش درجة حرارة منخفضة).
3.5 تطبيق الطلاء
إذا تم رش الجزء الملوث بشدة بطبقة من مطاط السيليكون ، فيمكنه الحفاظ على مقاومة جيدة للماء لفترة طويلة. يمكن أيضًا طلاء العوازل وفقًا لمستوى التلوث ، وذلك لتحقيق الغرض من الاستخدام المستمر وتوفير التكلفة. تم الإبلاغ عن أنه يمكن الحفاظ على مقاومة الماء لعوازل السيليكون والمطاط إذا كانت مطلية. يوجد حاليًا نوعان من العوازل المطلية والعوازل المطاطية.
4 ملاحظات ختامية
تم وصف مواد مطاط السيليكون لعوازل البوليمر أعلاه. في الوقت الحاضر ، تجري العديد من المؤسسات البحثية والشركات المصنعة أيضًا البحث والاختبار باستمرار. إذا أثبت اختبار المتانة موثوقيته العالية ، فيمكن توقع توسيع نطاق تطبيق عوازل مطاط السيليكون.