Школа для Электрика. Все Секреты Мастерства. Образовательный сайт по электротехнике  
ElectricalSchool.info - большой образовательный проект на тему электричества и его использования. С помощью нашего сайта вы не только поймете, но и полюбите электротехнику, электронику и автоматику!
Электрические и магнитные явления в природе, науке и технике. Современная электроэнергетика, устройство электрических приборов, аппаратов и установок, промышленное электрооборудование и системы электроснабжения, электрический привод и многое другое.
 
Школа для электрика | Электротехника | Электроника | Автоматизация | Робототехника | Возобновляемая энергетика | Контакты


 

База знаний | Избранные статьи | Эксплуатация электрооборудования | Электроснабжение
Электрические аппараты | Электрические машины | Электропривод | Электрическое освещение

 Школа для электрика / Справочник электрика / Электротехнические материалы / Виды пластмассовой изоляции проводов и кабелей


 Школа для электрика в Telegram

Виды пластмассовой изоляции проводов и кабелей




Искусственные материалы, создаваемые благодаря прогрессу современной науки и техники, потеряли значение заменителей и сделались ценными материалами, играющими важную самостоятельную роль в электротехнической промышленности. Сейчас именно такие материалы — пластические, полимерные вещества — в свою очередь определяют дальнейший прогресс техники.

Изоляция проводов и кабелей, множество электромонтажных изделий, трубы для электропроводок, эпоксидные смолы и компаунды, лаки и эмали — вот далеко не полный перечень того, что изготовляет современная промышленность на основе пластических материалов для электромонтажного производства.

В чем же причина того, что пластические материалы за такой короткий срок завоевали себе широкую известность и быстрое распространение?

Причин несколько, но главными из них являются, безусловно, разнообразие и удачное сочетание в одном веществе многих ценных свойств, возможность по усмотрению человека широко варьировать эти свойства в процессе производства, сравнительная доступность и дешевизна источников сырья.

Изделия из пластмасс готовятся сравнительно просто, со значительно меньшими отходами сырья, вследствие чего эти изделия обходятся значительно дешевле.

Завод по производству проводов и кабелей

Виды полимерных материалов

Пластическими массами в технике называют материалы, которые на определенной стадии своего производства обладают пластическими свойствами и в этих условиях могут быть отформованы в изделия необходимой формы.

В соответствии с типом применяемой смолы пластмассы могут быть термореактивными и термопластичными.

К термореактивным относятся такие пластические массы, которые при нагревании необратимо переходят в неплавкое и нерастворимое состояние (аминопласты, фенопласты, мочевиноформальдегидные смолы и т. п.).

К термопластичным относятся такие пластические массы, свойства которых при нагревании меняются обратимо. При нагревании они размягчаются, при охлаждении вновь затвердевают. К таким пластмассам относятся: полиэтилен, полипропилен, поливинилхлорид, фторопласты, полиамиды и т. д.

Силовой кабель с пластмассовой изоляцией

Полиэтилен

Полиэтилен относится к классу полиолефинов. Полиэтилен получается в результате реакций полимеризации газа этилена, который содержится в природном газе, или при крекинге нефти.

Процесс получения полиэтилена ведется двумя путями:

  • при высоком давлении (1200—1400 атм) и высокой температуре (200° С);
  • при низком давлении (1—2 атм) и низкой температуре (60° С).

В первом случае получается полиэтилен высокого давления, во втором — полиэтилен низкого давления.

Полиэтилен высокого давления эластичен, имеет воскообразную поверхность, легко режется ножом. Полиэтилен низкого давления более твердый и обладает большей механической прочностью.

Полиэтилен с меньшим удельным весом называют полиэтиленом низкой плотности, полиэтилен с большим удельным весом — высокой плотности.

Полиэтилен высокой плотности обладает высокой химической стойкостью к кислотам, щелочам, растворам солей и различным органическим жидкостям. Полиэтилен низкой плотности набухает в жирах и маслах до растрескивания. Полиэтилен влагонепроницаем.

Существенный недостаток полиэтилена — его горючесть. Полиэтилен горит синим пламенем, расплавляясь и стекая горящими каплями. Устранить этот недостаток можно непосредственным хлорированием полиэтилена или вводом в него негорючих добавок (трехокиси сурьмы Sb2O3 и хлорированного парафина).

Другой его недостаток — нестойкость к ультрафиолетовым лучам. Под действием лучей полиэтилен желтеет, становится хрупким, теряет свою прочность. Для защиты полиэтилена от воздействия этих лучей в него вводится канальная сажа (20%).

Полиэтилен легко перерабатывается в изделия на любом оборудовании для пластических масс. Он легко прессуется, наплавляется на другие материалы, выдувается в виде полых изделий, перерабатывается литьем под давлением, легко окрашивается красителями в любые цвета.

Высоковольтные силовые кабели

Поливинилхлорид

Поливинилхлорид относится к классу галоидопроизводных полиолефинов. Поливинилхлоридная смола получается путем полимеризации хлористого винила и представляет собой белый, порошок.

Поливинилхлорид применяется в виде винипласта — непластифицированной или слабо пластифицированной смолы, получаемой путем термической пластификации поливинилхлоридной смолы, и пластиката пластичного материала, получаемого вальцеванием смолы с пластификаторами и стабилизаторами.

Введение в поливинилхлоридную смолу пластификаторов (дибутилфталата, диоктилфталата и т. п.) придает смоле эластичность, однако снижает механическую прочность и химическую стойкость пластиката.

Винипласт и пластикат стойки к действию слабых кислот и щелочей, солей, озона и хлора, бензина, масел, спиртов, но не устойчивы к действию ароматических и хлорированных углеродов.

К достоинствам винипласта и пластиката относятся атмосферостойкость, водостойкость, дугостойкость и негорючесть (самозатухание после удаления пламени). Однако область применения этих материалов ограничивается теплостойкостью (+60°С).

Винипласт и пластикат хорошо прессуются, штампуются, перерабатываются литьем под давлением и вакуум-формованием. Введение стабилизаторов (соединения свинца, бария, кадмия) придает композиции светостойкость, а также стабильность при температурах переработки.

Поливинилхлоридную смолу широко применяют также при изготовлении клеев и лаков, для чего ее дополнительно хлорируют.

Поливинилхлоридная смола хорошо растворяется в ацетоне, хлорбензоле, толуоле и дихлорэтане, легко перерабатывается на прессовом оборудовании для пластмасс.

Цветная полимерная изоляция кабелей

Фторопласт-4

Фторопласт-4 относится к классу галоидопроизводных полиолефинов. Фторопласт-4 является полимером тетрафторэтилена, т. е. полностью фторированного полиэтилена, и представляет собой волокнистый тонкоизмельченный белый порошок.

Для получения изделий из фторопласта-4 порошок таблетируют при давлении 300— 350 кГ/см2 с последующим спеканием при температуре 327±10°.

В изделиях фторопласт-4 представляет собой белую массу с жирной скользкой поверхностью, напоминающую парафин.

Важнейшие достоинства фторопласта-4 — его негорючесть, а также стойкость к химическому воздействию, которая превышает даже стойкость золота, платины, стекла, фарфора и эмали.

Наиболее агрессивные химические вещества — крепкие и разбавленные кислоты, концентрированные растворы щелочей, самые сильные окислители — не оказывают на фторопласт-4 никакого действия даже при высоких температурах.

Фторопласт-4 не смачивается водой и не набухает в ней. При длительном пребывании фторопласта-4 в воде не обнаруживается ни­ какого увеличения веса образца. Не известен ни один растворитель, в котором фторопласт-4 хотя бы набухал.

Недостатком фторопласта-4 является его текучесть на холоде под действием механических нагрузок (псевдотечение).

Фторопласт-4 нашел широкое применение в виде тонкодисперсного порошка и суспензий (фторопласт-4Д).

Суспензия фторопласта-4Д применяется при разделительных электроизоляционных, антифрикционных покрытиях на различных металлах. Для получения прочных покрытий суспензия наносится не менее чем в 10 слоев, причем каждый слой подвергается спеканию при 340—360° С.

Пластмассовая изоляция кабеля

Капрон

Капрон (поликапролактам) является самым распространенным представителем полиамидов. Исходным сырьем для получения капрона служит фенол или бензол, которые являются продуктами переработки каменного угля.

Капрон обладает высокой прочностью на разрыв, изгиб и растяжение, а также высокой стойкостью к истиранию. Он может заменять металлические конструкции, намного облегчая их.

Существенным недостатком капрона является его водопоглощение, которое достигает 8—10%.

Ранее капрон применялся исключительно для получения волокна, которое нашло широкое применение во многих отраслях промышленности. В настоящее время область применения капрона намного расширилась: он обладает прекрасными литьевыми качествами и легко перерабатывается.

Полипропилен

Полипропилен относится к классу полиолефинов. Он получается при полимеризации газа пропилена, который входит в состав природного газа, или при пиролизе нефтяных продуктов.

Процесс полимеризации пропилена аналогичен процессу полимеризации этилена при низком давлении. Продукт, получаемый в результате этой реакции, имеет кристаллическое строение.

Полиэтилен и полипропилен принадлежат к одному классу полиолефиновых пластмасс, однако полипропилен обладает повышенной хрупкостью при отрицательных температурах, большей термостойкостью и механической прочностью.

Он является очень хорошим диэлектриком. Влажность окружающей среды совсем не сказывается на его диэлектрических свойствах.

К недостаткам полипропилена относятся его низкая морозостойкость (—35° С) и горючесть.

Кроме пластмассовой изоляции проводов и кабелей из полипропилена изготовляют трубы, применяемые при электромонтажных работах. 

Применение пластмассовых труб в электро­проводках дает большие преимущества перед другими видами труб. Пластмассовые трубы имеют несложную технологию обработки и малый вес.

Широкая область их применения облегчает труд монтажников, сокращает расход стальных труб и увеличивает производительность труда на монтаже. 

Смотрите также по этой теме: Полимерные электроизоляционные материалы и их использование