Elektrik alanında elektrik telleri ve kablolarının olmazsa olmazlarından biri de izolasyon ve kılıflama malzemeleridir.Uzun yıllar boyunca güç kabloları için önde gelen yalıtım malzemesi, mükemmel elektriksel özellikleri nedeniyle yağ emdirilmiş kağıttı.Ayrıca aşırı bozulma olmadan yüksek derecede termal aşırı yüke dayanma kapasitesine de sahiptir.Ancak higroskopik yapısı nedeniyle metal kılıf nemden aşınır.Bu nedenle, termoplastik malzemelerin higroskopik olmayan doğasının bir kombinasyonuna sahip olan bir güç kablosu yalıtım malzemesine uzun süredir ihtiyaç duyulmaktaydı.
Çapraz bağlı polimerlerin hazırlanması iki farklı yöntemle yapılabilir.Biri kimyasal yöntem, diğeri ise iyonlaştırma yöntemidir.Çapraz bağlanmanın bu etkisinin anlaşılması 150 yılı aşkın bir geçmişe sahip olmasına rağmen, iyonlaştırıcı radyasyonun çapraz bağlanma etkisi ilk kez Charlesby tarafından kesin olarak gösterilmiştir.Radyasyon çapraz bağlama yöntemi, küçük boyutlu ve ince duvarlı teller için en verimli yöntemdir ve bu nedenle elektrikli ve elektronik ekipmanlarda kullanılan teller, radyasyon çapraz bağlama yöntemiyle üretilmiştir.Yöntem, enerji tüketiminin düşük olması ve az yer gerektirmesi nedeniyle avantajlıdır.Radyasyon süreci kolayca kontrol edilir ve kirliliğin kontrol altına alınmasının yanı sıra enerji tasarrufu potansiyeline de sahiptir.Radyasyon çapraz bağlamanın spesifik özellikleri aşağıda özetlenmiştir:(1) Üretim hattının hızı kontrol edilebilir.Çapraz bağlama maddesine gerek olmadığından yüksek hızda kaplama (ekstrüzyon) mümkündür.Yüksek güçlü ve düşük enerjili bir hızlandırıcının kullanılmasıyla hızlı kürleşme sağlanabilir.(2) Çapraz bağlanma tekdüzeliği mükemmeldir.Uygun bir makine seçilerek ve tel besleme için optimum tasarım benimsenerek tekdüze çapraz bağlama gerçekleştirilebilir.(3) Radyasyonla çapraz bağlama işlemiyle çapraz bağlanmanın derecesine bağlı olarak çeşitli türde polimerler hazırlanabilir.Ayrıca radyasyonla kürleme işlemi buharla kürleme işlemine göre daha fazla tercih edilir.Buhar kürleme işleminde, yüksek buhar basıncı altında polimer katmanına nüfuz eden su, çok sayıda 'mikrooid' oluşturur ve bunlar, kablo hizmetteyken ağaç şeklinde kısmi deşarj arızasına neden olabilir.Olay çok karmaşık olmasına rağmen ağaçlar büyüyebilir ve kabloların dielektrik dayanımının azalmasına neden olabilir.Bunların dışında, buhar kürleme işleminin enerji tüketimi açısından bazı sakıncaları vardır: (a) yüksek sıcaklık elde etmek için yüksek buhar basıncına ihtiyaç vardır;(b) kablonun dışından ısı iletiminin verimliliği düşüktür ve (c) kablo iletkeni tarafından büyük miktarda enerji tüketilir, bu da daha düşük bir ısıl verimle ve ayrıca çapraz bağlanma reaksiyonu için daha uzun bir süreyle sonuçlanır.Radyasyonla kürleme kuru işlemlere adaydır.Bununla birlikte, ışınlama yoluyla izolasyon katmanında oluşan ve/veya duran elektronların birikmesinin ışınlama sırasında ve sonrasında ağaç şeklinde kısmi bozulmaya neden olabilmesi sorunu vardır.'Susuz proses'ten tamamen farklıdır.Polimer kablo yüksek nem ve büyük boşluklar içerdiğinden kürleme işlemi gereklidir.Yukarıdaki avantajların dışında, yarı iletken malzemeler radyasyonla kürleme işlemine kolaylıkla dahil edilebilir; ancak buharla kürleme işleminde malzemelerin çoğu yüksek sıcaklık ve basınca dayanamadığından bu kolay değildir.
Radyasyon aşılama tekniği aynı zamanda matrise iletkenlik de kazandırır.Bu, iletken matrisi yalıtkan matrisle birleştirmenin benzersiz yöntemidir.Bu teknik, omurga polimerinin uygun bir monomerle devre dışı bırakılmasını ve ardından iletken polimerin omurganın aktif yüzeyi üzerine biriktirilmesini içerir.Yalıtım davranışının yanı sıra, bu durumda polimer iletken gibi de davranabilir.Henüz kurulmamış olmasına rağmen, EMI koruması, iletken kaplamalar ve antistatik maddeler gibi çeşitli potansiyel uygulamalar sergileyebilir.Bhattacharya ve ark.polimer-FEP-g-(AA)-PPY ve polimer-FEP-g-(sty)-PPY kompozitlerini hazırladılar.İlk başta polimer-FEP, Co-60 kaynağından ışınlandı ve daha sonra film, farklı yüzdelerde monomerlere batırıldı.Daha sonra PPy, oksidan olarak ferrik klorür kullanılarak pirolün oksidatif polimerizasyonu yoluyla aşılanmış yüzey üzerine çöktürüldü.Yüzey direnci azalır ve 104–105ohm/cm2 düzeyindedir.Yüzey direnci monomerlerin aşılanma yüzdesine bağlıdır.Bu tekniği kullanarak toplu iletkenlik yerine yüzey iletkenliği artırılabilir.Filmin fotoiletken davranışı aşılama tekniğiyle de kazandırılabilir.Selüloz asetat-g-(N-vinil karbazol) ve selüloz asetat-g-(N-vinil karbazol-metil metasilat), fotoiletken filmin örnekleridir.
Elektrik kablo sektöründe ağırlıklı olarak polietilen, polivinil klorür (PVC), EPDM kauçuklar kullanılmaktadır.Polietilen, mükemmel elektriksel özellikleri ve daha uzun ömürlü olması nedeniyle kullanılmaktadır.Düşük yoğunluklu polietilen, yüksek yoğunluklu polietilene göre çeşitli nedenlerden dolayı tercih edilmektedir. Bunun nedenleri şunlardır: (a) daha fazla esneklik;(b) yüksek yoğunluklu polietilenden daha yüksek dielektrik mukavemeti;(c)HDPE'den daha uzun ömür;(d) işlenmesi HDPE'ye göre daha az zordur ve (e) LDPE'nin yalıtımında iyonizasyona neden olan boşlukların oluşma riski daha azdır.Tüm bu avantajlarına rağmen LDPE'nin kablo yalıtım malzemesi olarak kendine has sınırlamaları vardır.Termoplastik bir polimer olduğundan, 105-115⬚C civarında bir yumuşama sıcaklığına sahiptir ve bazı yüzey aktif maddelerle temas ettiğinde stres çatlaması oluşma eğilimine sahiptir.Polietilen moleküllerinin çapraz bağlanması, termal ve fiziksel özellikleri geliştirirken, elektriksel özellikleri büyük ölçüde değişmeden kalır.Bu nedenle çapraz bağlı polietilen artık termoplastik bir polimer değildir.Polietilenin kristal erime noktasında yumuşar ve 300⬚C'de erimeden karbonize oluncaya kadar sıcaklığın daha da yükselmesi sırasında koruduğu elastik, kauçuğa benzer bir kıvam kazanır.Gerilim çatlaması eğilimi tamamen ortadan kalkar ve sıcak havada eskimeye karşı çok iyi bir direnç elde edilir.Çapraz bağlı polietilen kablolar mükemmel elektriksel ve fiziksel özelliklerinden dolayı yaygın olarak tercih edilmektedir.Büyük akımları taşıyabilir, küçük yarıçaplı bükülmelere karşı dayanıklıdır ve hafif olup, kolay ve güvenilir montaja olanak tanır, yani herhangi bir yağ içermediğinden yükseklik sınırlaması yoktur ve dolayısıyla yağın yağ içine taşınmasından kaynaklanan arızalardan muaftır. saha kablosu.Ayrıca genel olarak metalik kılıf gerektirmez. Böylece metalik kılıflı kablolara özgü arızalardan, korozyondan ve yorulmadan arındırılır.Günümüzde radyasyonla çapraz bağlama endüstriyel olarak sadece polietilene değil aynı zamanda polivinil klorür, poliizobütilen vb. gibi diğer polimerlere de uygulanmaktadır. PVC kendi başına son derece kararsız bir polimerdir.Ancak etkili stabilizasyon araçlarının geliştirilmesinden sonra ticari önem kazanmaya başladı.Değiştirici maddelerin (stabilizatörler, plastikleştiriciler, dolgu maddeleri ve diğer katkı maddeleri) yardımıyla PVC, son derece sertten çok esnekliğe kadar geniş bir yelpazede özellikler sergileyecek şekilde yapılabilir.Uygulama çeşitliliği ve düşük maliyeti, dünya pazarındaki öneminden kaynaklanmaktadır.
Çapraz bağlama verimliliğini arttırmak için polimerler çok nadiren saf formlarında kullanılır.Plastikleştiriciler, antioksidanlar ve dolgu maddeleri, gerekli özelliklerin kazandırılmasında kendi rollerine sahiptirler.Çapraz bağlama işlemi sırasında ekleme daha iyidir.Polimer ürününün kırılganlığını azaltmak için polimerlere plastikleştiriciler eklenir.Serbest radikallerin oluşumunda yer aldıklarında veya yayılan reaksiyonlara girdiklerinde çapraz bağlanmayı etkilerler.Dibütil ftalat, tritolil fosfat ve diyalil fosfat, PVC'ye yönelik plastikleştiricilerin yaygın örnekleridir.Elektrik yalıtımında çok önemli olan esneklik ve elastikiyet, PVC'ye plastikleştiricilerin eklenmesiyle artırılmaktadır.Aslında dengesiz yapısı nedeniyle polar olan PVC durumunda, makromoleküler zincirleri katı bir şekilde birleştiren güçlü moleküller arası bağlar meydana gelir ve bu da onu esnek olmayan hale getirir.Antioksidanlar, bir polimer üretiminde daha yüksek termooksidatif stabiliteyi karşılaştırmak amacıyla tasarlanmış herhangi bir çapraz bağlı karışım için gerekli olan başka bir katkı maddesi grubudur.Genellikle çapraz bağlar oluşturabilen radikalleri temizleyerek çapraz bağlanmayı etkilerler.RC (4,4-tiyo-bis(6-tert-butil-3-metil fenol), MB(Mercapto benzoimidazol), Ueno ve diğerleri tarafından kullanılan antioksidanların örnekleridir. Plastikleştiriciler ve antioksidanlara ek olarak renklendiriciler de gereklidir, Tel izolasyon malzemeleri özellikle ev aletlerinde kullanılmaktadır.Plastikler için renklendiriciler çeşitli inorganik ve organik maddeler içerir.Renk veren katkı maddeleri bu alanda tercih edilmez.Dolgu maddeleri genellikle fiziko-mekanik özelliklerini ve işlenebilirliğini geliştirmek için eklenir.Dolgu maddelerinin olumlu etkisi olabilir. Işınlama çapraz bağlanması sırasında gözlemlenebilir.Az miktarda (%0.05) aerosil eklendiğinde polietilendeki radikal veriminin %50 arttığı bulunmuştur.Aerosil-ara fazında daha yüksek radikal üretiminin meydana geldiği varsayılmıştır. makromoleküllerin dengelenmemiş suşların dengesiz durumunda olabileceği polietilen. Daha yüksek bir dolgu içeriği ile, dolgudan polimer fazına enerji transferi meydana gelebilir ve böylece daha yüksek bir serbest radikal verimine katkıda bulunabilir.Ayrıca ışınlamanın reaktif karışımla kombinasyonu, polimer zincirleri boyunca çapraz bağların lokalizasyonunu etkileyebilir.
Kısacası, elektrik alanında kullanılan polimerlerin işlenmesinde radyasyon önemli bir rol oynar. 'Radyasyon çapraz bağlanması', polimerlerin özelliklerinin geliştirilebildiği bir olgudur.'Vulkanizasyon' gibi en gelişmiş yöntem bazı sınırlamalar taşımaktadır.Çapraz bağlama verimliliği uygun monomerlerin seçimiyle artırılabilir.Radyasyon çapraz bağlama işleminde plastikleştiriciler, dolgu maddeleri ve alev geciktirici ilavesi radyasyon çapraz bağlama işleminde oldukça etkilidir.Radyasyon çapraz bağlama yöntemi aynı zamanda yarı iletken malzemelerin hazırlanmasında da çok faydalıdır.Bunların dışında iletken kompozit film ve fotoiletken davranışa sahip filmlerin hazırlanmasında radyasyon aşılama tekniği de kullanılabilir.
Gönderim zamanı: Mayıs-02-2017