Αν και άλλα πολυμερή υλικά έχουν επίσης τα πλεονεκτήματα που περιγράφηκαν παραπάνω, αλλά μόνο το καουτσούκ σιλικόνης δεν θα προκαλέσει υπερβολική ρύπανση στο περιβάλλον. Οι μονωτήρες πολυμερών είναι αδιάβροχοι, επομένως δεν υπάρχει διαρροή ή επιφανειακό τόξο που προκαλείται από πτώση σταγονιδίων νερού. Οι μονωτήρες από καουτσούκ σιλικόνης ανακτούν την αντοχή στο νερό πιο γρήγορα από άλλους πολυμερείς μονωτές, το οποίο είναι ένα ανθεκτικό υλικό που μπορεί να χρησιμοποιηθεί σε σκληρό περιβάλλον για μεγάλο χρονικό διάστημα.
1. Χαρακτηριστικά του καουτσούκ σιλικόνης
1.1 Χημικά χαρακτηριστικά σιλοξάνης
1.1.1 Χημικοί δεσμοί με σταθερές χημικές ιδιότητες
Η κύρια αλυσίδα του καουτσούκ σιλικόνης αποτελείται από μια αλυσίδα σιλοξάνης (Si-O). Καθώς η ηλεκτραρνητικότητα του Si και του O σε αυτόν τον δεσμό είναι 1,8 και 3,5 αντίστοιχα, τα οποία είναι πολύ διαφορετικά, η δομή πόλωσης όπως φαίνεται στο ΣΧ. Σχηματίζεται το 1(παραλείπεται), το οποίο έχει την ιδιότητα του ιοντικού δεσμού. Έτσι, η ενέργεια του δεσμού του Si-O είναι υψηλότερη από αυτή του CC (βλ. Πίνακα 1). Επιπλέον, λόγω των ιδιοτήτων του ιοντικού δεσμού της κύριας αλυσίδας, οι ιοντικές ιδιότητες του μεθυλ CH της πλευρικής αλυσίδας εξασθενούν και δεν είναι εύκολο να προσβληθεί από άλλα μόρια, επομένως η χημική του σταθερότητα είναι καλή. ② Επειδή το Si δεν σχηματίζει διπλούς και τριπλούς δεσμούς, είναι δύσκολο να σχηματιστεί το σημείο εκκίνησης της αποσύνθεσης της κύριας αλυσίδας (εξαιτίας αυτού του λόγου, ο δεσμός Si-C είναι αρκετά σταθερός), γεγονός που οδηγεί στο ότι η κύρια αλυσίδα του καουτσούκ σιλικόνης είναι πιο σταθερή .
1.1.2 Πολυμερές υψηλής ευκαμψίας
Το σιλοξάνιο έχει μεγάλη γωνία δεσμού (Si-O-Si) (130 μοίρες -160 μοίρες ) και υψηλότερο βαθμό ελευθερίας από το οργανικό πολυμερές (CC, C: 110 μοίρες). Η απόσταση δεσμού Si-O (1,64A) είναι επίσης μεγαλύτερη από αυτή του CC (1,5A). Με άλλα λόγια, τα μόρια πολυμερούς κινούνται εύκολα (παραμορφώνονται εύκολα) ως σύνολο.
(3) Σπειροειδής δομή (Εικ. 2 (παραλείπεται))
Λόγω της ελικοειδούς δομής του πολυσιλοξανίου, ο δεσμός σιλοξάνης στη βαρύτητα της κύριας αλυσίδας προς τα μέσα λόγω του ιοντικού δεσμού και ο πλευρικός είναι η ομάδα μεθυλίου με αδύναμη αλληλεπίδραση πλευρικής αλυσίδας, οπότε η διαμοριακή βαρύτητα πολυσιλοξανίου γίνεται μικρότερη.
1.2 Χαρακτηριστικά του καουτσούκ σιλικόνης
Σύμφωνα με τα χημικά χαρακτηριστικά που περιγράφονται στην Ενότητα 1.1, το καουτσούκ σιλικόνης έχει τα ακόλουθα χαρακτηριστικά, τα οποία μπορούν να χρησιμοποιηθούν για μόνωση υψηλής τάσης.
1.2.1 Αντοχή στη θερμότητα και στο κρύο
Λόγω της υψηλής ενέργειας δεσμού και της χημικής σταθερότητας του καουτσούκ σιλικόνης, η αντοχή του στη θερμότητα είναι καλύτερη από αυτή του οργανικού πολυμερούς. Επιπλέον, λόγω της ασθενούς αλληλεπίδρασης μεταξύ των μορίων, η θερμοκρασία μετάπτωσης γυαλιού είναι χαμηλή και η αντίσταση στο κρύο είναι καλή. Ως αποτέλεσμα, οι ιδιότητές του δεν θα αλλάξουν όταν χρησιμοποιείται οπουδήποτε στον πλανήτη.
Μονωτήρας ράβδων.png
1.2.2 Αντοχή στο νερό
Επειδή η επιφάνεια του πολυσιλοξανίου είναι ομάδα μεθυλίου, επομένως είναι υδρόφοβη και μπορεί να χρησιμοποιηθεί για αδιάβροχη.
1.2.3 Ηλεκτρικές ιδιότητες
Ο αριθμός των ατόμων άνθρακα στο μόριο του καουτσούκ σιλικόνης είναι μικρότερος από αυτόν του οργανικού πολυμερούς, επομένως η αντοχή του στο τόξο και η αντίσταση διαρροής είναι πολύ καλές. Επιπλέον, ακόμα κι αν καεί, θα σχηματίσει μονωτικό πυρίτιο, άρα έχει εξαιρετική ηλεκτρική μόνωση.
1.2.4 Ανοχή στις καιρικές συνθήκες
1.2.5 Μόνιμη παραμόρφωση
Το καουτσούκ σιλικόνης έχει καλύτερα χαρακτηριστικά μόνιμης παραμόρφωσης (μόνιμη επιμήκυνση και συμπιεστική μόνιμη παραμόρφωση) σε θερμοκρασία δωματίου/υψηλή θερμοκρασία από τα οργανικά πολυμερή.
2 Ταξινόμηση καουτσούκ σιλικόνης
Σύμφωνα με τα χαρακτηριστικά πριν από τον βουλκανισμό, το καουτσούκ σιλικόνης μπορεί να χωριστεί σε στερεό και υγρό δύο τύπους, σύμφωνα με τον μηχανισμό βουλκανισμού μπορεί να χωριστεί σε βουλκανισμό υπεροξειδίου, βουλκανισμό αντίδρασης προσθήκης και βουλκανισμό αντίδρασης συμπύκνωσης τρεις τύπους. Η διαφορά μεταξύ στερεού και υγρού καουτσούκ σιλικόνης είναι το μοριακό βάρος της πολυσιλοξάνης. Το συμπαγές καουτσούκ σιλικόνης μπορεί να βουλκανιστεί χρησιμοποιώντας οποιαδήποτε από τις αντιδράσεις βουλκανισμού και προσθήκης υπεροξειδίου, κοινώς γνωστές ως βουλκανισμένο καουτσούκ υψηλής θερμοκρασίας (HTV) και θερμό βουλκανισμένο καουτσούκ (HCR) (βλ. Πίνακα 5, 6). Αν και το υγρό υλικό από καουτσούκ σιλικόνης που βουλκανίζεται με αντίδραση προσθήκης μπορεί επίσης να βουλκανιστεί σε θερμοκρασία δωματίου, ονομάζεται υγρό καουτσούκ σιλικόνης (LSR), βουλκανισμένο καουτσούκ χαμηλής θερμοκρασίας (LTV) και βουλκανισμένο καουτσούκ δύο συστατικών σε θερμοκρασία δωματίου (RTV) λόγω της διαφορετικής χύτευσης μεθόδους και βουλκανισμένη θερμοκρασία. Στην κατασκευή πολυμερών μονωτών, χρησιμοποιούνται συνήθως χύτευση με έγχυση και χύτευση με έγχυση.
Τύπος αντίδρασης συμπύκνωσης ενός συστατικού (βουλκανισμός υγρού αέρα) καουτσούκ σιλικόνης, μπορεί να χρησιμοποιηθεί για σφραγιστικό κτιρίων και ηλεκτρικά και ηλεκτρονικά προϊόντα, χρήσιμο στη χρήση επίστρωσης βουλκανισμένου καουτσούκ σιλικόνης με αραίωση διαλύτη ηλεκτρικής ενέργειας σε θερμοκρασία δωματίου, με ψεκασμό ως προστατευτικό υλικό για κεραμικά μονωτές.
Καουτσούκ σιλικόνης για πολυμερείς μονωτές
Σύμφωνα με τη χρήση του καουτσούκ σιλικόνης μπορεί να χωριστεί σε διάφορα είδη.
3.1 Καουτσούκ σιλικόνης που περιέχει υδροξείδιο αλουμινίου
Λάστιχο σιλικόνης με καλή αντίσταση στα ίχνη διαρροής και αντοχή στο τόξο μπορεί να επιτευχθεί με την προσθήκη υψηλής ποσότητας πλήρωσης υδροξειδίου του αργιλίου (ATH). Το καουτσούκ σιλικόνης γεμάτο με 50 μέρη μάζας υδροξειδίου του αλουμινίου έχει ειδική αντοχή σε ίχνη διαρροής σε υψηλή τάση (4,5 kV) και έχει καλή αντοχή στο τόξο, αντίσταση στις καιρικές συνθήκες, αντίσταση σε ψεκασμό αλατιού και αντίσταση όξινης βροχής, μπορεί να χρησιμοποιηθεί ως μονωτικό υλικό σε βαρύ ψεκασμό αλατιού περιοχές. Ωστόσο, λόγω της υψηλής πλήρωσης ATH αυτού του καουτσούκ σιλικόνης, τα μειονεκτήματά του είναι το υψηλό ιξώδες (πλαστικότητα), η χαμηλή μηχανική αντοχή κ.ο.κ.
3.2 Καουτσούκ σιλικόνης χωρίς υδροξείδιο αλουμινίου
Σε περιοχές όπως το εσωτερικό της Ευρώπης όπου δεν υπάρχει ψεκασμός αλατιού, μπορεί να χρησιμοποιηθεί καουτσούκ σιλικόνης που δεν είναι γεμάτο με ATH λόγω του χαμηλού επιπέδου ρύπανσης. Σε αυτή την περίπτωση, επιλέγοντας την κατάλληλη επεξεργασία επιφάνειας από καουτσούκ σιλικόνης, λευκή μαύρη άνθρακα, η προσθήκη μπορεί να βελτιώσει την αντίσταση ίχνους διαρροής της ένωσης για να βελτιώσει την υδροφοβικότητα της, για να καλύψει τις απαιτήσεις αντίστασης ίχνης διαρροής υψηλής πίεσης. Σε σύγκριση με το καουτσούκ σιλικόνης που περιέχει ATH, έχει χαμηλότερο ιξώδες, καλύτερες φυσικές μηχανικές ιδιότητες και ηλεκτρικές ιδιότητες.
3.3 Εξαρτήματα καλωδίων εξωτερικού χώρου
Καθώς πρόκειται για εξάρτημα καλωδίου εξωτερικού χώρου, πρέπει να είναι ανθεκτικό σε ίχνη διαρροής. Υλικά με χαμηλά χαρακτηριστικά μόνιμης επιμήκυνσης μπορούν να ληφθούν χρησιμοποιώντας πολυμερή με προσαρμοσμένη πυκνότητα σταυροδεσμών για χρήση σε προϊόντα που συρρικνώνονται σε θερμοκρασία δωματίου (συρρίκνωση χαμηλής θερμοκρασίας).
3.4 Για εξαρτήματα καλωδίων εσωτερικού χώρου
Επειδή πρόκειται για εξάρτημα καλωδίου εσωτερικού χώρου, η πιθανότητα να επηρεαστεί από ψεκασμό αλατιού είναι μικρή, επομένως συχνά δεν είναι απαραίτητο να έχουμε την απόδοση αντίστασης σε ίχνη διαρροής. Είναι ακόμα απαραίτητο να έχουμε χαμηλά χαρακτηριστικά μόνιμης παραμόρφωσης όταν χρησιμοποιούνται για συρρίκνωση θερμοκρασίας δωματίου (συρρίκνωση χαμηλής θερμοκρασίας).
3.5 Εφαρμογή Επικάλυψης
Εάν το πολύ μολυσμένο μέρος ψεκαστεί με επίστρωση από καουτσούκ σιλικόνης, μπορεί να διατηρήσει καλή υδροφοβία για μεγάλο χρονικό διάστημα. Οι μονωτές μπορούν επίσης να επικαλυφθούν ανάλογα με το επίπεδο ρύπανσης, έτσι ώστε να επιτευχθεί ο σκοπός της συνεχούς χρήσης και εξοικονόμησης κόστους. Έχει αναφερθεί ότι η υδροφοβικότητα των μονωτών πυριτίου-λάστιχου μπορεί να διατηρηθεί περαιτέρω εάν επικαλυφθούν. Υπάρχουν επί του παρόντος δύο τύποι μονωτών με επίστρωση και μονωτές τύπου καουτσούκ.
4 Τελικές παρατηρήσεις
Τα υλικά από καουτσούκ σιλικόνης για πολυμερείς μονωτές περιγράφονται παραπάνω. Επί του παρόντος, διάφορα ερευνητικά ιδρύματα και κατασκευαστές πραγματοποιούν επίσης συνεχώς έρευνα και δοκιμές. Εάν η δοκιμή αντοχής μπορεί να αποδείξει την υψηλή αξιοπιστία της, μπορεί να προβλεφθεί ότι η εφαρμογή μονωτών από καουτσούκ σιλικόνης θα επεκταθεί περαιτέρω.