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, альтернативные источники энергии и многое другое.
 
Школа для электрика | Правила электробезопасности | Электротехника | Электроника | Провода и кабели | Электрические схемы
Про электричество | Автоматизация | Тренды, актуальные вопросы | Обучение электриков | Контакты



 

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

 Школа для электрика / Справочник электрика / Электротехнические материалы / Старение полимерных материалов


 Школа для электрика в Telegram

Старение полимерных материалов



Старение полимерных материалов Полимерные материалы широко используются в промышленности в виде покрытий и целых деталей. Они относятся к твердым электроизоляционным материалам. Разработано множество разновидностей полимеров, но для всех из них характерен нежелательный процесс старения, ухудшающий их долговечность, внешний вид и прочность. При старении изменяются структура и химсостав полимерных материалов.

Старение полимеров может происходить от воздействия различных факторов:

  • света (ультрафиолетовое облучение);

  • воздуха (озон и кислород);

  • температуры (высокая или низкая, а также ее перепады);

  • влаги;

  • механических нагрузок (истирание, сжатие и растяжение, давление среды);

  • воздействия агрессивных сред (кислоты и щелочи);

  • воздействия микроорганизмов;

  • от влияния нескольких вышеперечисленных факторов.

Полимеры представляют собой высокомолекулярные соединения, и механизм их старения обусловлен в основном процессом деструкции макромолекулярных цепей.

Полимерная изоляция кабеля

Различают два вида деструкции — беспорядочная и цепная. При беспорядочной деструкции разрыв макромолекул и образование устойчивых соединений с пониженной молекулярной массой происходит по случайному закону. По такому механизму протекает химическая деструкция полимеров от воздействия кислот, щелочей, реагентов.

Цепная деструкция приводит к нескольким актам распада молекул по определенным процессам, такой механизм старения полимеров обычно запускается при влиянии высокой энергии (температура, световое и радиационное излучение).

Изучение проблемы старения полимеров осложняется тем, что их природа и строение различны, соответственно, различны процессы разрушения молекулярных цепей. Также отсутствуют методы многофакторного учета условий среды, приводящих к старению.

Полимерные изоляторы

В качестве критериев, характеризующих устойчивость полимерных материалов к старению, используют понятия эксплуатационной пригодности (сохранение свойств полимера, обеспечивающих работоспособность изделия), и срок сохранения эксплуатационных свойств.

Существует 3 метода защиты полимеров от старения:

1) активная защита,

2) пассивная защита,

3) комбинированная.

Активная защита полимеров подразумевает уменьшение воздействия факторов старения. Пассивные методы включают различные способы повышения стабильности полимеров с помощью добавок-стабилизаторов, акцепторов свободных радикалов, акцепторов активных продуктов старения, светостабилизаторов, антиоксидантов, антиозонантов, антипиренов, антирадов, противоутомителей при механическом воздействии, ингибиторов коррозии и биоцидов, обладающих стабилизирующими свойствами. Также применяют защитные, более стойкие к старению покрытия, чем основной материал полимера.

Простейшими световыми стабилизаторами полимеров служат окись железа (содержание до 1%), газовая сажа, фталоцианин (до 0,1%), а также никелевые комплексные соединения.

Стабилизаторы-антиоксиданты бывают двух видов: предотвращающие разложение гидроперекисей и обрывающие цепь окислительных химических реакций.

Из антиоксидантов, останавливающих деструкцию, можно выделить антиоксиданты фенольного и аминного типа, а также меркаптаны, сульфиды, тиофосфаты. Введение в полимер антиоксидантов обоих типов усиливает эффект замедления старения.

Обычно производители полимерных материалов изготавливают и стабилизаторы различных видов. У зарубежных производителей сырья можно выделить следующие материалы: Arkema, Франция (Thermolite), Baerlocher, Германия (стабилизаторы на базе CaZn, Pb, CaOrg, Sn, BaZn), Chemtura, США (антипирены HBCD, Firemaster, ПВХ стабилизаторы Mark, Lowilite, ингибиторы Naugard 300-Е, антиоксиданты Alkanox, Anox, Weston), Ciba, Швейцария (антиоксидант IRGANOX, стабилизатор IRGAFOS), ПВХ-стабилизаторы немецкой фирмы Ika и другие.

Телеграмм канал для тех, кто каждый день хочет узнавать новое и интересное: Школа для электрика