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请问绝缘材料从不导电到导电的过程 - 无图版
jinglingdemomo --- 2020-03-30 09:22:21
1
绝缘材料,正常情况下表现的是绝缘性,不会导电,对于专门用作电气绝缘的材料(硅橡胶、三元乙丙橡胶、环氧树脂、陶瓷等),还会专门要求耐压试验(工频耐压试验、直流耐压试验),以期考验其绝缘性能。
在进行耐压试验,或者正常使用时,绝缘材料都会时不时发生绝缘击穿的情况。
究其原因,可能是设计的绝缘强度不够,制造时有瑕疵,材料有缺陷,安装不规范,绝缘材料老化等等。
我想请教的问题是,设计、制造达标的产品,在试验或者运行时,出现绝缘材料击穿的原因。
一般解释是,外加电压超过了绝缘材料的耐受绝缘强度,所以发生了绝缘击穿。
问题来了,设计、制造达标的产品,从理论上讲,试验合格率应该是100%,为什么实际试验时还有很少一部分会在耐压试验时击穿?一般解释是,生产时偶尔的偏差,导致极少部分绝缘强度不够。这个问题解释清楚了。
第二个问题,设计、制造、试验(包含厂家试验和供电部门验收试验)均合格的产品,为什么在长期运行后,会有一小部分出现绝缘击穿?一般解释是,绝缘材料的老化导致了绝缘强度的下降,下降到一定程度,承受不了运行电压导致绝缘材料被击穿。解释我同意,但是不理解,我想引出和讨论的问题是,绝缘材料从不导电到导电,究竟是老化的什么,使绝缘性能下降?
猜测1:长期带电运行,使绝缘材料中起绝缘功能的部分发生了老化、分解?
猜测2:长期带电运行,使绝缘材料的分子结构,由空间网状的稳定结构,分解为链状不稳定结构?
猜测3:长期带电运行,使绝缘材料中的一部分分子发生了极化,由非极性分子,变成了极性分子,因此导电?
搞明白了绝缘材料从稳定绝缘,到部分导电的原因,就可以想办法去改进、改善老化的情况,希望论坛的前辈们、大神们、大拿们不吝赐教,多多指教,非常感谢!
aiyaya --- 2020-03-30 09:51:39
2
kbnleg --- 2020-03-30 09:52:27
3
daoshudiyi --- 2020-03-30 12:16:31
4
jinglingdemomo --- 2020-03-30 15:29:36
5
aiyaya:应该说是被击穿,而不是导电。这主要是材料的性能、制造工艺、结构、成分所决定的。
感谢前辈的热心回复!
击穿的时候,如果没有保护装置起作用,后续的过程应该是电能沿着击穿的路径,持续传导,我理解的就是在此种情况下,绝缘材料失效,从绝缘状态变为导电状态,可能电阻还是比较大,但电路确实已经导通了呀!
jinglingdemomo --- 2020-03-30 15:30:35
6
kbnleg:多种原因造成。包括你上面所提到的
感谢回复,可以多多指教一二,谢谢!
jinglingdemomo --- 2020-03-30 15:32:27
7
daoshudiyi:各种各样的原因,使用的环境等等如耐酸碱等等,都会影响电缆使用。
感谢前辈的热心回复!
我想请教的问题,其实是:绝缘材料从不导电到导电,究竟是老化的什么,使绝缘性能下降?
造成绝缘老化的原因有很多,小生略有了解,但是,绝缘材料从不导电到导电过程的变化,我还不是很明白!请前辈多多指教,万分感谢!
游客 --- 2020-03-30 16:24:02
8
jinglingdemomo --- 2020-03-30 16:36:31
9
游客:你的问题就是这个啊,比如使用太久,老化了,这个是材料本身的分子结构发生变化了,从而导致绝缘性能和其他机械物理性能下降。
老化本身又分很多种,材料变化也有很多种,比如化学键断裂,氧化,组成成份分解,热析出物质或重新生成其他物质等。介电质损耗增加及击穿电压下降。
是的,我想问的是,比如说硅橡胶或三元乙丙橡胶,从绝缘到导电的过程。
可能涉及到很多材料方面的情况,我想提问并且讨论出的问题,是确定或已知的准确的原因,不是可能的原因。
因为可能的原因太多了,但是,从可能或者表面上的原因,是很难或者说找不到深层次解决问题的根本办法。我想提问讨论的目的,是为了和各位前辈、大拿,讨论、分析出材料变化的过程,进而准确找出材料性能变化的关键,然后找到解决或者延缓材料变化的方法。可能,这需要一定的时间,来进行试验,或者需要很长时间的经验积累或理论计算,才能达到这一步,也可能是材料厂家正在研发或者保守的秘密,但是技术在进步,材料在不断迭代,从长期来看,以前晦涩难懂的高深知识,用心研发学习进步,使之白菜化,也不是不可能。说这么多可能跑题了,也可能在论坛讨论这么深层次的问题,本身就比较难为大伙了,但是话说回来,如果有了新知新得,对于论坛和大家,也是一次提升与进步的过程,也不枉为一桩美事!
再次感谢朋友的热心回复。
bruce713 --- 2020-03-30 16:42:38
10
slikin --- 2020-03-30 16:48:20
11
1032165712 --- 2020-03-31 05:48:33
12
游客 --- 2020-03-31 08:50:46
13
bruce713:橡胶的老化,配方是关键,好的配方确实可以提高抗老化,但这些是属于机密。
老化是没法办法解决的,最终还是老化,只能延长使用寿命,增加使用时间,就是抗老化。
感谢前辈的热心回复!
配方很关键,这个毋庸置疑,严重同意!其实我不是想要配方,我是想问老化导致绝缘失效的过程是怎么样的。
为什么会问这个呢?因为绝缘失效如果不能解决,只能延缓,那就得搞明白老化导致绝缘失效的因素是什么,进而可以施加有效的监测的方式,监测老化的情况,对于电缆附件安全稳定运行,是有非常重要的作用的!
jinglingdemomo --- 2020-03-31 09:35:11
14
slikin:后期使用过程中击穿是一个复杂的过程,影响因素很多,如绝缘材料老化,使用环境改变等等。
同意!
jinglingdemomo --- 2020-04-02 11:32:59
15
SScablec --- 2020-04-02 12:53:54
16
一、什么是橡胶的老化?
橡胶及其制品在加工,贮存和使用过程中,由于受内外因素的综合作用而引起橡胶物理化学性质和机械性能的逐步变坏,最后丧失使用价值,这种变化叫做橡胶老化。
表面上表现为龟裂、发粘、硬化、软化、粉化、变色、长霉等。
二、引起橡胶老化的因素有:
A)氧、氧在橡胶中同橡胶分子发生游离基链锁反应,分子链发生断裂或过度交联,引起橡胶性能的改变。氧化作用是橡胶老化的重要原因之一。
B)臭氧、臭氧的化学活性氧高得多,破坏性更大,它同样是使分子链发生断裂,但臭氧对橡胶的作用情况随橡胶变形与否而不同。当作用于变形的橡胶(主要是不饱和橡胶)时,出现与应力作用方向直的裂纹,即所谓“臭氧龟裂”;作用于变形的橡胶时,仅表面生成氧化膜而不龟裂。
橡胶基本结构和抗臭氧老化
分子结构
NBR和HNBR的抗臭氧老化性是由它们的结构决定的。
基本分子结构
双键
臭氧会与NBR的双键发生反应并使化学链断裂,从而使到NBR发生降解。
另一方面,HNBR变得越来越普遍了,而且它通过加氢把NBR的双键去掉了。虽然HNBR的结构中仍然存在着少量的双键,这些双键的作用是让它维持橡胶的特性,但是它的结构却有着极好的抗臭氧老化性。
C)热:提高温度可引起橡胶的热裂解或热交联。但热的基本作用还是活化作用。提高氧扩散速度和活化氧化反应,从而加速橡胶氧化反应速度,这是普遍存在的一种老化现象——热氧老化。
D)光:光波越短、能量越大。对橡胶起破坏作用的是能量较高的紫外线。紫外线除了能直接引起橡胶分子链的断裂和交联外,橡胶因吸收光能而产生游离基,引发并加速氧化链反应过程。经外线光起着加热的作用。光作用其所长另一特点(与热作用不同)是它主要在橡表面进生。含胶率高的试样,两面会出现网状裂纹,即所谓“光外层裂”。
E)机械应力:在机械应力反复作用下,会使橡胶分子链断裂生成游离荃,引发氧化链反应,形成力化学过程。机械断裂分子链和机械活化氧化过程。哪能个占优势,视其所处的条件而定。此外,在应力作用下容易引起臭氧龟裂。
F)水分:水分的作用有两个方面:橡胶在潮湿空气淋雨或浸泡在水中时,容易破坏,这是由于橡胶中的水溶性物质和清水荃团等成分被水抽提溶解。水解或吸收等原因引起的。特别是在水浸泡和大气曝露的交替作用下,会加速橡胶的破坏。但在某种情况下水分对橡胶则不起破坏作用,甚至有延缓老化的作用。
G)其它:对橡胶的作用因素还有化学介质、变价金属离子、高能辐射、电和生物等
三、橡胶防老化的方法有两种:
1)自然老化试验方法:又分为大气老验,大气加速老化试验,自然贮存老化试验,自然介质(包括埋地等)和生物老化试验等。
2)人工加速老化试验方法。为热老化、臭氧老化、光老化、人工气候老化、光臭氧老化、生物老化、高能辐射和电老化以及化学介质老化等。
对于天然橡胶来说,试验温度通常50~100℃,合成橡胶通常为50~150℃,某些特种橡胶试验温度则更高。如丁腈橡胶用70~150℃,硅氟胶一般用200~300℃。总之,应根据试验具体确定。
四、橡胶防老化材料:橡胶防护蜡
1.橡胶防护蜡的防护原理
橡胶防护蜡顾名思义,就是一种为保护橡胶制品不受光、氧、臭氧侵蚀老化而特殊配制加工的特种蜡。它主要的防护原理是在胶料配制时加入一定份量的橡胶防护蜡使其相溶在胶料中,并达到一定的饱和度。当橡胶制品受到外界气温影响时,橡胶制品中的橡胶防护蜡也随即受外界温度的影响而向橡胶制品的表面进行迁移(迁移的过程是从低温到高温,从低碳到高碳),在橡胶制品表面形成一种表面光洁、厚度均匀、密闭性良好、结构紧密、具有较强韧性、弹性和较强粘附力而不易脱落的蜡膜。由于橡胶制品表面蜡膜的形成有力地遏制了光、氧、臭氧对橡胶制品表面的侵蚀和老化,防止橡胶制品表层龟裂,从而达到延长其使用寿命的作用。同时必须指出要具备这种能力应在胶料配制时加入合适的化学防老剂,才能发挥共同效能,使其起到良好的加和作用即防老化体系的协同效应。橡胶防护蜡对光、氧、臭氧有其特殊的物理抵御和遏制能力,它的适应温度范围为-5℃ — +55℃,在此温度范围内都能起到良好防护效果。
2.橡胶防护蜡的结构
橡胶防护蜡的组成结构与普通石蜡的组成结构有很大的差异。橡胶防护蜡是根据橡胶制品使用的温度范围和遏制臭氧侵蚀作用的能力来确定它的内在结构。它根据胶料防老化的需求和适应性,对各种石油蜡、微晶蜡的内在结构进行测定筛选,经加工组合而成一种由不同族组成、不同熔点、不同馏份,但具有一定碳数分布结构和含量的橡胶专用防护蜡。通俗地讲,这就是橡胶防护蜡的内在质量,它的使用特性,可根据臭氧对胶料侵蚀温度范围和使用的工况条件而定。目前国内外橡胶防护蜡基本分为四大类型,中温防护蜡、中高温防护蜡、高温防护蜡和全天候防护蜡,企业可根据橡胶制品的特性不同胶料需求进行合适选用(见四种类型橡胶防护蜡碳分布图)。
3.橡胶防护蜡和普通石蜡的区别
目前有的企业为了降低成本追求利润而用普通的石蜡代替橡胶防护蜡,从眼前看可得到一定利益,但从长远着想是得不偿失的。因为用普通石蜡除上面讲的适应性差外,最重要的是由于各炼油企业所用原油的组份不同,导致普通石蜡的内在质量随之而不稳定,碳数分布及其含量不全,从而在使用普通石蜡作防护蜡时往往在胶料表面出现喷雾、翻白、彩虹等现象。胶料表面粗糙而无光泽,严重影响橡胶制品的外观,使产品缺乏防老化的能力,影响用户对产品的认同,最终影响产品的销售。因此我们建议不要用普通石蜡当橡胶防护蜡使用,特别是轮胎胎侧胶料和高温工况的橡胶制品。应正确选用适合胶料使用所需的橡胶防护蜡来提高产品质量,创名牌,增效益。
4.橡胶防护蜡的选用
合理选用橡胶防护蜡是配制橡胶制品时一个重要而不可忽视的环节。在选用时必须考虑选用的正确性、实用性和经济性。必须注意以下几个要点:
①橡胶制品的等级
②橡胶制品的使用温度区域范围
③橡胶制品的工况条件
④橡胶制品的使用期限等。合理选用橡胶制品所需的橡胶防护蜡重在其所选用防护蜡的内在组成结构,也就是它的碳数分布结构。在使用时必须注重合理地配制一定份量的橡胶防护蜡,来确保橡胶制品在使用的全过程有足够数量的橡胶防护蜡向表层迁移,以达到全过程防老化的作用。目前国内橡胶制品防护蜡的配制一般为橡胶总量的1—4份。
在此提请用户在选用全天候橡胶防护蜡时,必须注意橡胶软化剂的质量,如橡胶软化剂中含蜡量偏高(参考数据sp偏高),加上全天候橡胶防护蜡的前峰轻组份蜡,组合在一起往往会出现喷雾,故在选用时务必注意。
Mertin --- 2020-04-06 10:55:50
17
tyuikr --- 2020-04-07 07:53:56
18
iceream --- 2020-04-13 22:57:57
19
jinglingdemomo --- 2020-04-14 08:20:21
20
SScablec:一、什么是橡胶的老化?
橡胶及其制品在加工,贮存和使用过程中,由于受内外因素的综合作用而引起橡胶物理化学性质和机械性能的逐步变坏,最后丧失使用价值,这种变化叫做橡胶老化。
表面上表现为龟裂、发粘、硬化、软化、粉化、变色、长霉等。
二、引起橡胶老化的因素有:
A)氧、氧在橡胶中同橡胶分子发生游离基链锁反应,分子链发生断裂或过度交联,引起橡胶性能的改变。氧化作用是橡胶老化的重要原因之一。
B)臭氧、臭氧的化学活性氧高得多,破坏性更大,它同样是使分子链发生断裂,但臭氧对橡胶的作用情况随橡胶变形与否而不同。当作用于变形的橡胶(主要是不饱和橡胶)时,出现与应力作用方向直的裂纹,即所谓“臭氧龟裂”;作用于变形的橡胶时,仅表面生成氧化膜而不龟裂。
橡胶基本结构和抗臭氧老化
分子结构
NBR和HNBR的抗臭氧老化性是由它们的结构决定的。
基本分子结构
双键
臭氧会与NBR的双键发生反应并使化学链断裂,从而使到NBR发生降解。
另一方面,HNBR变得越来越普遍了,而且它通过加氢把NBR的双键去掉了。虽然HNBR的结构中仍然存在着少量的双键,这些双键的作用是让它维持橡胶的特性,但是它的结构却有着极好的抗臭氧老化性。
C)热:提高温度可引起橡胶的热裂解或热交联。但热的基本作用还是活化作用。提高氧扩散速度和活化氧化反应,从而加速橡胶氧化反应速度,这是普遍存在的一种老化现象——热氧老化。
D)光:光波越短、能量越大。对橡胶起破坏作用的是能量较高的紫外线。紫外线除了能直接引起橡胶分子链的断裂和交联外,橡胶因吸收光能而产生游离基,引发并加速氧化链反应过程。经外线光起着加热的作用。光作用其所长另一特点(与热作用不同)是它主要在橡表面进生。含胶率高的试样,两面会出现网状裂纹,即所谓“光外层裂”。
E)机械应力:在机械应力反复作用下,会使橡胶分子链断裂生成游离荃,引发氧化链反应,形成力化学过程。机械断裂分子链和机械活化氧化过程。哪能个占优势,视其所处的条件而定。此外,在应力作用下容易引起臭氧龟裂。
F)水分:水分的作用有两个方面:橡胶在潮湿空气淋雨或浸泡在水中时,容易破坏,这是由于橡胶中的水溶性物质和清水荃团等成分被水抽提溶解。水解或吸收等原因引起的。特别是在水浸泡和大气曝露的交替作用下,会加速橡胶的破坏。但在某种情况下水分对橡胶则不起破坏作用,甚至有延缓老化的作用。
G)其它:对橡胶的作用因素还有化学介质、变价金属离子、高能辐射、电和生物等
三、橡胶防老化的方法有两种:
1)自然老化试验方法:又分为大气老验,大气加速老化试验,自然贮存老化试验,自然介质(包括埋地等)和生物老化试验等。
2)人工加速老化试验方法。为热老化、臭氧老化、光老化、人工气候老化、光臭氧老化、生物老化、高能辐射和电老化以及化学介质老化等。
对于天然橡胶来说,试验温度通常50~100℃,合成橡胶通常为50~150℃,某些特种橡胶试验温度则更高。如丁腈橡胶用70~150℃,硅氟胶一般用200~300℃。总之,应根据试验具体确定。
四、橡胶防老化材料:橡胶防护蜡
1.橡胶防护蜡的防护原理
橡胶防护蜡顾名思义,就是一种为保护橡胶制品不受光、氧、臭氧侵蚀老化而特殊配制加工的特种蜡。它主要的防护原理是在胶料配制时加入一定份量的橡胶防护蜡使其相溶在胶料中,并达到一定的饱和度。当橡胶制品受到外界气温影响时,橡胶制品中的橡胶防护蜡也随即受外界温度的影响而向橡胶制品的表面进行迁移(迁移的过程是从低温到高温,从低碳到高碳),在橡胶制品表面形成一种表面光洁、厚度均匀、密闭性良好、结构紧密、具有较强韧性、弹性和较强粘附力而不易脱落的蜡膜。由于橡胶制品表面蜡膜的形成有力地遏制了光、氧、臭氧对橡胶制品表面的侵蚀和老化,防止橡胶制品表层龟裂,从而达到延长其使用寿命的作用。同时必须指出要具备这种能力应在胶料配制时加入合适的化学防老剂,才能发挥共同效能,使其起到良好的加和作用即防老化体系的协同效应。橡胶防护蜡对光、氧、臭氧有其特殊的物理抵御和遏制能力,它的适应温度范围为-5℃ — +55℃,在此温度范围内都能起到良好防护效果。
2.橡胶防护蜡的结构
橡胶防护蜡的组成结构与普通石蜡的组成结构有很大的差异。橡胶防护蜡是根据橡胶制品使用的温度范围和遏制臭氧侵蚀作用的能力来确定它的内在结构。它根据胶料防老化的需求和适应性,对各种石油蜡、微晶蜡的内在结构进行测定筛选,经加工组合而成一种由不同族组成、不同熔点、不同馏份,但具有一定碳数分布结构和含量的橡胶专用防护蜡。通俗地讲,这就是橡胶防护蜡的内在质量,它的使用特性,可根据臭氧对胶料侵蚀温度范围和使用的工况条件而定。目前国内外橡胶防护蜡基本分为四大类型,中温防护蜡、中高温防护蜡、高温防护蜡和全天候防护蜡,企业可根据橡胶制品的特性不同胶料需求进行合适选用(见四种类型橡胶防护蜡碳分布图)。
3.橡胶防护蜡和普通石蜡的区别
目前有的企业为了降低成本追求利润而用普通的石蜡代替橡胶防护蜡,从眼前看可得到一定利益,但从长远着想是得不偿失的。因为用普通石蜡除上面讲的适应性差外,最重要的是由于各炼油企业所用原油的组份不同,导致普通石蜡的内在质量随之而不稳定,碳数分布及其含量不全,从而在使用普通石蜡作防护蜡时往往在胶料表面出现喷雾、翻白、彩虹等现象。胶料表面粗糙而无光泽,严重影响橡胶制品的外观,使产品缺乏防老化的能力,影响用户对产品的认同,最终影响产品的销售。因此我们建议不要用普通石蜡当橡胶防护蜡使用,特别是轮胎胎侧胶料和高温工况的橡胶制品。应正确选用适合胶料使用所需的橡胶防护蜡来提高产品质量,创名牌,增效益。
4.橡胶防护蜡的选用
合理选用橡胶防护蜡是配制橡胶制品时一个重要而不可忽视的环节。在选用时必须考虑选用的正确性、实用性和经济性。必须注意以下几个要点:
①橡胶制品的等级
②橡胶制品的使用温度区域范围
③橡胶制品的工况条件
④橡胶制品的使用期限等。合理选用橡胶制品所需的橡胶防护蜡重在其所选用防护蜡的内在组成结构,也就是它的碳数分布结构。在使用时必须注重合理地配制一定份量的橡胶防护蜡,来确保橡胶制品在使用的全过程有足够数量的橡胶防护蜡向表层迁移,以达到全过程防老化的作用。目前国内橡胶制品防护蜡的配制一般为橡胶总量的1—4份。
在此提请用户在选用全天候橡胶防护蜡时,必须注意橡胶软化剂的质量,如橡胶软化剂中含蜡量偏高(参考数据sp偏高),加上全天候橡胶防护蜡的前峰轻组份蜡,组合在一起往往会出现喷雾,故在选用时务必注意。
非常感谢!我来研究研究,如何使用起来!
jinglingdemomo --- 2020-04-14 08:20:52
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Mertin:楼主可以看看高分子材料类的书,或许对你有所帮助。例如橡胶工艺学,书里面虽然讲的不深,但是还是有些参考的。如果楼主想通过改善材料来优化,那就系统的对原材料进行了解一下吧。
好滴好滴!谢谢前辈指点!
jinglingdemomo --- 2020-04-14 09:14:47
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SScablec:一、什么是橡胶的老化?
橡胶及其制品在加工,贮存和使用过程中,由于受内外因素的综合作用而引起橡胶物理化学性质和机械性能的逐步变坏,最后丧失使用价值,这种变化叫做橡胶老化。
表面上表现为龟裂、发粘、硬化、软化、粉化、变色、长霉等。
二、引起橡胶老化的因素有:
A)氧、氧在橡胶中同橡胶分子发生游离基链锁反应,分子链发生断裂或过度交联,引起橡胶性能的改变。氧化作用是橡胶老化的重要原因之一。
B)臭氧、臭氧的化学活性氧高得多,破坏性更大,它同样是使分子链发生断裂,但臭氧对橡胶的作用情况随橡胶变形与否而不同。当作用于变形的橡胶(主要是不饱和橡胶)时,出现与应力作用方向直的裂纹,即所谓“臭氧龟裂”;作用于变形的橡胶时,仅表面生成氧化膜而不龟裂。
橡胶基本结构和抗臭氧老化
分子结构
NBR和HNBR的抗臭氧老化性是由它们的结构决定的。
基本分子结构
双键
臭氧会与NBR的双键发生反应并使化学链断裂,从而使到NBR发生降解。
另一方面,HNBR变得越来越普遍了,而且它通过加氢把NBR的双键去掉了。虽然HNBR的结构中仍然存在着少量的双键,这些双键的作用是让它维持橡胶的特性,但是它的结构却有着极好的抗臭氧老化性。
C)热:提高温度可引起橡胶的热裂解或热交联。但热的基本作用还是活化作用。提高氧扩散速度和活化氧化反应,从而加速橡胶氧化反应速度,这是普遍存在的一种老化现象——热氧老化。
D)光:光波越短、能量越大。对橡胶起破坏作用的是能量较高的紫外线。紫外线除了能直接引起橡胶分子链的断裂和交联外,橡胶因吸收光能而产生游离基,引发并加速氧化链反应过程。经外线光起着加热的作用。光作用其所长另一特点(与热作用不同)是它主要在橡表面进生。含胶率高的试样,两面会出现网状裂纹,即所谓“光外层裂”。
E)机械应力:在机械应力反复作用下,会使橡胶分子链断裂生成游离荃,引发氧化链反应,形成力化学过程。机械断裂分子链和机械活化氧化过程。哪能个占优势,视其所处的条件而定。此外,在应力作用下容易引起臭氧龟裂。
F)水分:水分的作用有两个方面:橡胶在潮湿空气淋雨或浸泡在水中时,容易破坏,这是由于橡胶中的水溶性物质和清水荃团等成分被水抽提溶解。水解或吸收等原因引起的。特别是在水浸泡和大气曝露的交替作用下,会加速橡胶的破坏。但在某种情况下水分对橡胶则不起破坏作用,甚至有延缓老化的作用。
G)其它:对橡胶的作用因素还有化学介质、变价金属离子、高能辐射、电和生物等
三、橡胶防老化的方法有两种:
1)自然老化试验方法:又分为大气老验,大气加速老化试验,自然贮存老化试验,自然介质(包括埋地等)和生物老化试验等。
2)人工加速老化试验方法。为热老化、臭氧老化、光老化、人工气候老化、光臭氧老化、生物老化、高能辐射和电老化以及化学介质老化等。
对于天然橡胶来说,试验温度通常50~100℃,合成橡胶通常为50~150℃,某些特种橡胶试验温度则更高。如丁腈橡胶用70~150℃,硅氟胶一般用200~300℃。总之,应根据试验具体确定。
四、橡胶防老化材料:橡胶防护蜡
1.橡胶防护蜡的防护原理
橡胶防护蜡顾名思义,就是一种为保护橡胶制品不受光、氧、臭氧侵蚀老化而特殊配制加工的特种蜡。它主要的防护原理是在胶料配制时加入一定份量的橡胶防护蜡使其相溶在胶料中,并达到一定的饱和度。当橡胶制品受到外界气温影响时,橡胶制品中的橡胶防护蜡也随即受外界温度的影响而向橡胶制品的表面进行迁移(迁移的过程是从低温到高温,从低碳到高碳),在橡胶制品表面形成一种表面光洁、厚度均匀、密闭性良好、结构紧密、具有较强韧性、弹性和较强粘附力而不易脱落的蜡膜。由于橡胶制品表面蜡膜的形成有力地遏制了光、氧、臭氧对橡胶制品表面的侵蚀和老化,防止橡胶制品表层龟裂,从而达到延长其使用寿命的作用。同时必须指出要具备这种能力应在胶料配制时加入合适的化学防老剂,才能发挥共同效能,使其起到良好的加和作用即防老化体系的协同效应。橡胶防护蜡对光、氧、臭氧有其特殊的物理抵御和遏制能力,它的适应温度范围为-5℃ — +55℃,在此温度范围内都能起到良好防护效果。
2.橡胶防护蜡的结构
橡胶防护蜡的组成结构与普通石蜡的组成结构有很大的差异。橡胶防护蜡是根据橡胶制品使用的温度范围和遏制臭氧侵蚀作用的能力来确定它的内在结构。它根据胶料防老化的需求和适应性,对各种石油蜡、微晶蜡的内在结构进行测定筛选,经加工组合而成一种由不同族组成、不同熔点、不同馏份,但具有一定碳数分布结构和含量的橡胶专用防护蜡。通俗地讲,这就是橡胶防护蜡的内在质量,它的使用特性,可根据臭氧对胶料侵蚀温度范围和使用的工况条件而定。目前国内外橡胶防护蜡基本分为四大类型,中温防护蜡、中高温防护蜡、高温防护蜡和全天候防护蜡,企业可根据橡胶制品的特性不同胶料需求进行合适选用(见四种类型橡胶防护蜡碳分布图)。
3.橡胶防护蜡和普通石蜡的区别
目前有的企业为了降低成本追求利润而用普通的石蜡代替橡胶防护蜡,从眼前看可得到一定利益,但从长远着想是得不偿失的。因为用普通石蜡除上面讲的适应性差外,最重要的是由于各炼油企业所用原油的组份不同,导致普通石蜡的内在质量随之而不稳定,碳数分布及其含量不全,从而在使用普通石蜡作防护蜡时往往在胶料表面出现喷雾、翻白、彩虹等现象。胶料表面粗糙而无光泽,严重影响橡胶制品的外观,使产品缺乏防老化的能力,影响用户对产品的认同,最终影响产品的销售。因此我们建议不要用普通石蜡当橡胶防护蜡使用,特别是轮胎胎侧胶料和高温工况的橡胶制品。应正确选用适合胶料使用所需的橡胶防护蜡来提高产品质量,创名牌,增效益。
4.橡胶防护蜡的选用
合理选用橡胶防护蜡是配制橡胶制品时一个重要而不可忽视的环节。在选用时必须考虑选用的正确性、实用性和经济性。必须注意以下几个要点:
①橡胶制品的等级
②橡胶制品的使用温度区域范围
③橡胶制品的工况条件
④橡胶制品的使用期限等。合理选用橡胶制品所需的橡胶防护蜡重在其所选用防护蜡的内在组成结构,也就是它的碳数分布结构。在使用时必须注重合理地配制一定份量的橡胶防护蜡,来确保橡胶制品在使用的全过程有足够数量的橡胶防护蜡向表层迁移,以达到全过程防老化的作用。目前国内橡胶制品防护蜡的配制一般为橡胶总量的1—4份。
在此提请用户在选用全天候橡胶防护蜡时,必须注意橡胶软化剂的质量,如橡胶软化剂中含蜡量偏高(参考数据sp偏高),加上全天候橡胶防护蜡的前峰轻组份蜡,组合在一起往往会出现喷雾,故在选用时务必注意。
前辈,我刚仔细对照您的回复,和电缆附件使用环境,总结了电缆附件使用的橡胶,引起老化的原因主要有三个:1、 氧/臭氧引起的氧化反应;2、热活化,加速氧化反应;3、机械作用。其中,热活化会加速1和3的反应速度,使其老化加速。因此,要延缓老化,要注意配方,同时产品设计,应符合国标要求,尽量减少连接处的温度,最后,安装后附件应自然延伸,不要受力状态带电运行。
对于老化期间,电缆附件有没有什么物理化学状态的变化或改变,希望前辈能够抛砖引玉,发表高见!谢谢!
michael --- 2020-10-15 08:56:31
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1251504121 --- 2021-01-13 10:59:08
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daoshudiyi:jinglingdemomo:各种各样的原因,使用的环境等等如耐酸碱等等,都会影响电缆使用。
感谢前辈的热心回复!
我想请教的问题,其实是:绝缘材料从不导电到导电,究竟是老化的什么,使绝缘性能下降?
造成绝缘老化的原因有很多,小生略有了解,但是,绝缘材料从不导电到导电过程的变化,我还不是很明白!请前辈多多指教,万分感谢!
绝缘材料击穿后,会形成击穿通道,再导电也是通道内的空气被电离从而导电,而不能说是绝缘材料导电。