Тематичний архів статей

Властивості Пвх-Платікатов


Полівінілхлоридний пластикат, застосовуваний у кабельній промисловості, представляє собою суміш полівінілхлоридної смоли (полівінілхлориду), одержуваної полімеризацією хлористого вінілу (СН2 = СНСl) з пластифікаторами, стабілізаторами, наповнювачами й іншими компонентами.
Полівінілхлорид (ПВХ) - це високомолекулярна з'єднання лінійного будови, що має вигляд тонкодисперсного порошку. Молекулярна маса ПВХ 50000 - 200000. Відсутність подвійних зв'язків і наявність атомів хлору робить ПВХ стійким до кислот і лугів, а також озоностойкость і негорючим матеріалом. У кабельних композиціях ПВХ-пластикатів використовують ПВХ суспензійний полімеризації, при якій полімер виходить малоразветвленним з вузьким молекулярно-масовим розподілом. Для кабельних пластикатів використовують ПВХ, молекулярна маса якого 60000-100000.
При додаванні до полівінілхлоридної смоли пластифікаторів, стабілізаторів і інших компонентів підвищуються її фізико-механічні і технологічні властивості, але знижуються діелектричні властивості ПВХ-пластикату.
Полівінілхлоридні пластикати, застосовувані в кабельній промисловості, по своїх властивостях і пропонованим до них вимогам можна розділити на три основні групи: ізоляційні, що володіють високими електричними характеристиками в діапазоні робочих температур; шлангові, що захищають основні конструктивні елементи кабелю від впливу зовнішнього середовища; полупроводящая, що займають по своїми електричними характеристиками проміжне місце між діелектриком і провідником. Фізико-механічні характеристики ПВХ-пластикатів в основному визначаються процентним вмістом в рецептурі пластифікаторів.
Відносного подовження ПВХ-пластикату при розриві залежить від змісту пластифікатора. Максимальне відносне подовження отримують при утриманні 45-70 мас. ч. пластифікатора. Кількість і рецептура пластифікатора також істотно впливають на питомий об'ємний електричний опір ПВХ-пластикату. Зі збільшенням процентного вмісту пластифікатора ПВХ-пластикату зменшується, тому що ПВХ має = 1015-1016 Омкм, а пластифікатори = 1012-1014 Омкм. Тому в ізоляційних рецептурах кількість пластифікатора не повинно бути більше 40-45%, так як при його збільшенні ПВХ-пластикату буде 11017Омкм, тобто менше, ніж вимагає стандарт.
ГОСТ 5960-72 «Пластикат полівінілхлоридний для ізоляції і захисних оболонок проводів і кабелів» регламентує основні параметри найбільш поширених марок пластикату, кожній з яких присвоєно умовне позначення, яке складається з букв і цифр. Перша (або дві) літера марки позначає область застосування і тип пластикату: І-ізоляційний, О-для оболонок (шланговий), ІВ-для ізоляції та оболонок.
Для ізоляційного пластикату дві цифри, наступні за літерами, характеризують температуру крихкості, а цифри, що стоять за ними (після дефіса), є показником ступеня питомого об'ємного електричного опору даної марки (наприклад, І40-14). При позначенні шлангових пластикатів температура крихкості вказується через дефіс після букв (наприклад, 0-40).
Спеціальні властивості пластикату позначаються стоять після букви І або Про однією або кількома початковими буквами слова, що характеризують додаткове властивість даної рецептури. Наприклад, пластикат підвищеної нагрівостійкості, званий «ізоляційний термостійкий», позначається ІТ-105 (через дефіс вказана максимальна робоча температура).
У технологічній документації на виготовлення кабелів і проводів, як правило, вказують не лише марку, але і номер рецептури ПВХ-пластикату. Це дозволяє більш повно використовувати його властивості. Наприклад, широко відомі рецептури 251 і 230 згідно з ГОСТ 5960-72 відносяться до однієї марки ізоляційного пластикату І 40-13 і мають однакові норми на фізико-механічні та електричні характеристики. Розглянуті рецептури відрізняються один від одного типом пластифікатора. Пластикат рецептури 251 містить діоктилфталат (ДОФ) і виходить менш енергоємним при переробці, що дозволяє накладати ізоляцію при великих швидкостях. Пластикат рецептури 230 містить діалкілфталат (ДАФ) володіє високою питомою об'ємним електричним опором і є тропікостойкім (на ньому практично не розвиваються грибки і цвіль).
Шлангові рецептури 239 і 288 пластику марки 0-40 виготовляють із застосуванням різних фталатних пластифікаторів. Діалкілфталат 239 робить ПВХ-пластикат більш тропікостойкім, ніж пластикат 288.
Наявність в ПВХ-пластикату різних пластифікаторів робить залежність механічних, електричних та інших характеристик від температури більш вираженою і складною, ніж полівінілхлоридної смоли.
Зниження питомого об'ємного електричного опору ПВХ-пластикату різних рецептур при підвищенні температури враховано в стандарті і контролюється за 20 і 70 ° С.
Полівінілхлоридний пластикат широко застосовують для ізоляції настановних, монтажних і спеціальних дротів, в силових кабелях на напругу 1-6 кВ і контрольних кабелях.
У шланговий пластикат, крім основного пластифікатора, додають 15-20% трікрезілфосфата, який підвищує стійкість ПВХ-пластикату до горіння. Збільшення пластифікуючої групи до 50-60% призводить до збільшення відносного подовження при розриві і зниження міцності на розрив всіх шлангових пластикатів.
Оскільки з підвищенням температури різко зростають значення і tg, ПВХ-пластикат неможливо широко застосовувати у високовольтних силових кабелях на напругу більше 10 кВ і в якості ізоляції в кабелях зв'язку.
Для створення холодостійких пластикатів марок 0-50, 0-55 та ОМБ-60 з температурою крихкості мінус - 50 мінус 60 ° С використовують 60-70% пластифікатора (діоктілсебаціонат або діізодеціадіпінат), але при цьому міцність на розрив знижується до 11, а іноді до 10 МПа.
Полупроводящая ПВХ-пластикат необхідний для вирівнювання електричного поля і зменшення інтенсивності іонізації високовольтних кабелів та проводів, а також для екранів гнучких шахтних кабелів.
Особливістю таких пластикатів є зниження значень до 102-104 Омсм і менше за рахунок введення в рецептуру великої кількості наповнювачів (сажі, графіту і порошків металів).
Тривалий вплив температури сонячних променів і різних середовищ призводить до необоротних змін властивостей пластикатів, званих старінням матеріалу, який оцінюють зниженням механічних властивостей і температурою крихкості після певних строків витримки їх при різних температурах.
Розрізняють теплове, світлове та інші види старіння. Якщо ПВХ-пластикат знаходиться у воді, бензині, маслі або іншому середовищі, процес його старіння викликається в основному вимиванням пластифікатора і стабілізаторів.
Теплове старіння ПВХ-пластикату відбувається через випаровування пластифікатора, в результаті чого втрачається еластичність пластикату і знижується його холодостійкість. Крім того, під впливом підвищеної температури відбуваються інтенсивне окислення і деструкція смоли.
У всі кабельні ПВХ-пластикати вводять стабілізатори,. запобігають деструкцію матеріалу в процесі його переробки і експлуатації кабельних виробів. У шлангових кабельних пластикатів стабілізуюча група, як правило, більш ефективна, ніж в ізоляційних.
Процеси старіння в пластикату, як і в багатьох інших матеріалах, значно прискорюються при попаданні на них сонячних променів. Це пояснюється тим, що під впливом сонячних променів, в основному ультрафіолетового спектру, процеси окислення і деструкції відбуваються швидше, ніж під впливом теплоти. Для додання ПВХ-пластикату (особливо шланговому) більшої світлостійкості в рецептуру вводять барвники, які, поглинаючи променисту сонячну енергію, не дають їй проникати в товщу матеріалу і зберігають властивості пластикату. Найбільш ефективним пігментом, різко підвищує світлостійкість матеріалу, є сажа, що вводиться в рецептуру в кількості 1-3%. Полівінілхлоридні пластикати чорного кольору володіють більшою стійкістю до светостаренію, ніж темно-синього, червоного, зеленого та інших більш світлих тонів.
Так як для світлостійкості важливий колір, дисперсність і рівномірність розподілу барвника у масі пластикату, шлангові ПВХ-пластикати надходять на кабельні заводи, як правило, у вигляді гранул чорного і синього кольорів. Чим рівномірнішим розподіл барвника, тим більше світлостійкість матеріалу.
На заводах хімічної промисловості для рівномірного розподілу барвника його ретельно перемішують з Пластикатом.
Для ізоляційних марок допускається постачання гранул ПВХ-пластикату натурального кольору, а для фарбування ізоляції в екструдер додають 2-3% концентровано забарвлених гранул. У цьому випадку контроль здійснюють за кольором, так як світлостійкість ізоляційного матеріалу не має істотного значення.
При впровадженні потокових автоматичних ліній на кабельних заводах враховують не тільки фізико-механічні та діелектричні властивості ПВХ-пластикату, але і його технологічні властивості. Продуктивність одного і того ж екструдера коливається в межах 20-30% залежно від рецептури і технологічних властивостей пластикату. Перевірку технологічних властивостей ПВХ-пластикату виробляють на екструдері діаметром черв'яка 32-60 мм. Для випробувань у голівці екструдера застосовують «глухий» дорн і матрицю, діаметр якої для ізоляційного пластикату повинен бути рівний 2 мм, а для шлангового-5 мм.
Температурні режими роботи екструдера при переробці ПВХ-пластикату встановлюють у таких межах:
При частоті обертання черв'яка 50-60 об/хв джгутик видавлюють протягом 10 хв, після чого через кожні 2 хв відбирають (не менше трьох) проби. Відбір кожної проби проводять протягом 1 хв. Відібрані проби охолоджують до кімнатної температури в посудині з водою, а потім визначають зовнішній вигляд, порівнюючи їх з затвердженим еталоном.
З середини кожної проби гострим ножем або бритвою вирізають зразок довжиною 15 см, на поперечному зрізі якого визначають (візуально) наявність пір. Потім на кожному зразку виробляють поздовжній зріз довжиною 2-3 см і також визначають наявність пір.
Після відбору проб знижують частоту обертання черв'яка в 2 рази і протягом 5-6 хв видавлюють джгутик, а потім зупиняють екструдер на 20 хв, протягом 2 хв видавлюють зразок, визначаючи (візуально) наявність в джгутики підгоріли частинок і зміна кольору. Далі розбирають головку екструдера і додатково визначають наявність підгоряння пластикату.
 Порівнюючи ПВХ-пластикат і поліетиленом, в першу чергу виділяють велику гнучкість кабелю і зручність монтажу з'єднань при нормальних і підвищених температурах. ПВХ-пластикат негорючий і може випускатися білого кольору, що покращує зовнішній вигляд кабелю. Однак при підвищених температурах пластифікатор, що міститься в оболонці, може мігрувати в поліетиленовий діелектрик, значно збільшуючи діелектричні втрати. Цей недолік світові виробники кабельної продукції усувають застосуванням спеціального пластикату з немігрірующімі пластифікаторами.
У кабелях, призначених для переважної експлуатації при дії низьких температур або при різкій зміні температур, застосування полівінілхлоридного пластикату небажано. Так само до мінусів кабельного пластикату слід віднести
 Фактично у виготовленні оболонок використовується не чистий поліетилен, а композиції поліетилену, представляє суміш декількох модифікацій вихідного поліетилену з добавкою стабілізаторів. Стабілізатори підвищують стійкість поліетилену до теплового старіння.
 В оболонці кабелю для зовнішньої прокладки, як правило, використовується поліетилен високої щільності (низького тиску), для підземної прокладки - поліетилен низької щільності (високого тиску).
 Високощільний поліетилен стійкий до абразивного зносу і забезпечує більш надійний захист від механічних впливів. Оскільки чистий поліетилен досить швидко старіє на світлі, і в ньому з'являються мікротріщини, то для захисту оболонок від ультрафіолетового опромінення застосовуються композиції світлостабілізована поліетилену, що містить не менше 2,5% дрібнодисперсного сажі. Світлостабілізована поліетилен має чорний колір.
 Поліетиленова оболонка, в порівнянні з полівінілхлоридним Пластикатом має більш широкий діапазон робочих температур, менш критична до різкого перепаду температур. Вологопоглинання оболонки з поліетилену, в порівнянні з полівінілхлоридною оболонкою, менше в 20 разів.
 Докладніше з аналізом поточного і потенційного попиту і пропозиції на кабельні пластикати ПВХ на російському ринку Ви можете ознайомитися у звіті Академії кон'юнктури Промислових Ринків «Ринок кабельних пластикатів ПВХ в Росії».


  Схожі новини: {related-news}