Научная статья на тему 'Investigation of electrophysical properties of nanomodified fireproof eva Polymer compositions'

Investigation of electrophysical properties of nanomodified fireproof eva Polymer compositions Текст научной статьи по специальности «Промышленные биотехнологии»

CC BY
49
10
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
МОДИФіКОВАНі ПОЛіМЕРНі КОМПОЗИЦії / КОПОЛіМЕР ЕТИЛЕНУ З ВіНіЛАЦЕТАТОМ / НАПОВНЮВАЧіАНТИПіРЕНИ / ЕЛЕКТРОФіЗИЧНі ХАРАКТЕРИСТИКИ / MODIFIED POLYMER COMPOSITIONS / ETHYLENE-VINYL ACETATE COPOLYMER / FILLER-FLAME RETARDANTS / ELECTROPHYSICAL CHARACTERISTICS

Аннотация научной статьи по промышленным биотехнологиям, автор научной работы — Chulieieva O.

Об’єктом дослідження є електрофізичні властивості пожежобезпечних композиційних матеріалів етилену з вінілацетатом, до складу яких входять наповнювачі-антипірени та модифікатори. Однією з найбільших проблем є зміни електрофізичних властивостей пожежобезпечних композиційних матеріалів в залежності від хімічних властивостей та дисперсності наповнювачів-антипіренів та модифікаторів. З метою вирішення цієї проблеми досліджували залежність електричної міцності, питомого об’ємного електричного опору, діелектричної проникності та тангенсу кута діелектричних втрат від кількості модифікаторів та властивостей інгредієнтів полімерних композицій. В ході дослідження використовували кополімер етилену з вінілацетатом. А також методи визначення електричної міцності, об’ємного електричного опору, тангенсу кута діелектричних втрат, діелектричної проникності. Отримані результати показали, що електрична міцність суттєво підвищується до 32-35 кВ/мм у разі застосування в якості наповнювачів-антипиренівтригідратів оксиду алюмінію з меншим середнім діаметром часточок полімерної матриці КЕВ-1 та модифікатору 1. Під час використання полімерної матриці КЕВ-2 найвищі показники (41 кВ/мм) одержано для композицій з гідромагнезитом та модифікатором 2. Питомий об’ємний електричний опір мало змінюється для модифікованих полімерних композицій з використанням дигідрату оксиду магнію з меншим середнім розміром часточок та модифікатору 2, а також для полімерних матриць КЕВ-1 і КЕВ-2. Після впливу вологи питомий об’ємний електричний опір має максимальне значення 1,2∙1013 Ом∙см для полімерної композиції на основі КЕВ-1, антипірену - тригідрат оксиду алюмінію та модифікатору 1. Діелектрична проникність та тангенс кута діелектричних втрат мають найкращі показники для полімерних композицій на основі КЕВ-1, гідромагнезиту та модифікатору 2 (ε= 3,3; tg = 6∙10-3). Завдяки цьому забезпечується можливість підвищення електрофізичних властивостей пожежобезпечних композицій для виготовлення ізоляції та оболонок кабельної продукції У порівнянні з аналогічними відомими матеріалами це забезпечує зниження витрат матеріалу за рахунок зменшення товщини та дає можливість підвищити економічну ефективність виробництва вогнестійких кабелів.Объектом исследования являются электрофизические свойства пожаробезопасных композиционных материалов этилена с винилацетатом, в состав которых входят наполнители-антипирены и модификаторы. Одной из самых больших проблем являются изменения электрофизических свойств пожаробезопасных композиционных материалов в зависимости от химических свойств и дисперсности наполнителей-антипиренов и модификаторов. С целью решения этой проблемы исследовали зависимость электрической прочности, удельного объемного электрического сопротивления, диэлектрической проницаемости и тангенса угла диэлектрических потерь от количества модификаторов и свойств ингредиентов полимерных композиций. В ходе исследования использовали сополимер этилена с винилацетатом. А также методы определения электрической прочности, объемного электрического сопротивления, тангенса угла диэлектрических потерь, диэлектрической проницаемости. Полученные результаты показали, что электрическая прочность существенно повышается до 32-35 кВ/мм в случае применения в качестве наполнителей-антипирены тригидрата оксида алюминия с меньшим средним диаметром частиц полимерной матрицы КЭВ-1 и модификатора 1. При использовании полимерной матрицы КЭВ-2 высокие показатели (41 кВ/мм) получено для композиций с гидромагнезитом и модификатором 2. Удельное объемное электрическое сопротивление мало меняется для модифицированных полимерных композиций с использованием дигидрата оксида магния с меньшим средним размером частиц и модификатора 2, а также полимерных матриц КЭВ-1 и КЭВ-2. После воздействия влаги удельное объемное электрическое сопротивление имеет максимальное значение 1,2∙1013 Ом∙см для полимерной композиции на основе КЭВ-1, антипирена - тригидрат оксида алюминия и модификатора 1. Диэлектрическая проницаемость и тангенс угла диэлектрических потерь имеют лучшие показатели для полимерных композиций на основе КЭВ-1, гидромагнезита и модификатора 2 (ε=3,3; tg=6∙10-3). Благодаря этому обеспечивается возможность повышения электрофизических свойств пожаробезопасных композиций для изготовления изоляции и оболочек кабельной продукции. По сравнению с аналогичными известными материалами это обеспечивает снижение расхода материала за счет уменьшения толщины и дает возможность повысить экономическую эффективность производства огнестойких кабелей.The object of research is the electrophysical properties of fireproof composite materials of ethylene with vinyl acetate, which include filler-flame retardants and modifiers. One of the biggest problems is the change in the electrophysical properties of fireproof composite materials, depending on the chemical properties and dispersion of fillers, fire retardants and modifiers. In order to solve this problem, the dependence of electric strength, specific volume electrical resistance, permittivity and tangent of dielectric loss angle on the number of modifiers and properties of ingredients of polymer compositions is investigated. A copolymer of ethylene with vinyl acetate is used as well as methods for determining the electrical strength, electrical bulk resistance, dielectric loss tangent, permittivity. The results show that the dielectric strength significantly increases to 32-35 kV/mm in the case of use as fillers-flame retardants of aluminum oxide trihydrate with a smaller average particle diameter of the EVA-1-based polymer matrix and modifier 1. When using the EVA-2-based polymer matrix, high rates (41 kV/mm) obtained for compositions with hydromagnesite and modifier 2. The specific volume electrical resistance varies little for modified polymer compositions using magnesium oxide dihydrate with a smaller average particle size and modifier 2, as well as for the EVA-1 and EVA-2 polymer matrices. After exposure to moisture, the specific volume electrical resistance has a maximum value of 1.2·1013 Ohm·cm for the EVA-1-based polymer composition, a flame retardant - aluminum oxide trihydrate and modifier 1. The permittivity and dielectric loss tangent have the best performance for EVA-1-based polymer compositions, hydromagnesite and modifier 2 (ε= 3.3; tg = 6·10-3). This makes it possible to increase the electrical properties of fireproof compositions for the manufacture of insulation and cable sheaths compared with similar known materials, this reduces material consumption by reducing thickness and makes it possible to increase the economic efficiency of production of fire-resistant cables.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Текст научной работы на тему «Investigation of electrophysical properties of nanomodified fireproof eva Polymer compositions»

УДК 679.7:678:544

БОТ: 10.15587/2312-8372.2019.157581

ДОСЛ1ДЖЕННЯ ЕЛЕКТРОФ1ЗИЧНИХ ВЛАСТИВОСТЕЙ

НАНОМОДИФ1КОВАНИХ ПОЖЕЖОБЕЗПЕЧНИХ ПОЛ1МЕРНИХ КОМПОЗИЦ1Й КОПОЛ1МЕРУ ЕТИЛЕНУ З В1Н1ЛАЦЕТАТОМ

Чулеева О. В.

1. Вступ

До тепершнього часу у кабельнiй промисловост широко застосовувалися галогеновмiстнi полiмернi композицп. За останнi роки пiдвищилися техшчт вимоги щодо кабельних виробiв та, як слщство, необхiднiсть розробки нових прогресивних матерiалiв, в тому чист пожежобезпечних полiмерних композицiйних матерiалiв. Композицшт пожежобезпечнi матерiали полiолефiнiв е дуже перспективними. Це пов'язано зi зростаючим використанням проводiв та кабелiв для енергетично! галузi, атомно! енергетики, зашзничного транспорту, будiвництва тощо. У цих галузях вимоги до матерiалiв кабелiв з пожежно! безпеки значно вишд, н1ж для кабелiв загального призначення. Матерiали !золяцп та оболонки мають вiдповiдати рiвню Свропейських стандартiв. Необхщно створювати матерiали спецiального призначення, як задовольняють специфiчним експлуатацiйним потребам - не розповсюдження горiння та вщсутшсть в складi матерiалу галогенiв, зниження диму та токсичностi продуктiв горшня.

Створення безгалогенних рецептур досягаеться за рахунок введення в базовий полiмер антипiренiв - пдроксид!в металiв. Промислове використання отримали гщроксиди алюмшш А1(ОН)3 та магнш Mg(ОН)2, синтетичного та природного походження, гiдромагнезити. Переробка таких матерiалiв викликае складношi, що зумовлено великим вмiстом наповнювачiв-антипiренiв. Для регулювання реологiчних властивостей полiмерних композицш використовують модифiкатор [1].

Основними технiчними характеристиками для пожежобезпечних полiмерних композiцiй впродовж експлуатацй е електрофiзичнi показники. Однак, дослiдження !х проведено недостатньо. Тому дослщження залежностi електрофiзичних властивостей вщ складу полiмерних композицiй, враховуючи модифжатор, хiмiчний склад, дисперснiсть наповнювачiв-антипiренiв, е актуальною проблемою.

2. Об'ект досл1дження та його технолог1чний аудит

Об 'ектом дослгдження е електрофiзичнi властивост! пожежобезпечних композицшних матерiалiв етилену з вштацетатом, до складу яких входять наповнювачi-антипiрени та модифкатори. З метою забезпечення показникiв негорючост! полiмернi композицп мають високий ступень наповнення до 60 % мас. Використовували полiмерну матрицю - копол1мер етилену з вштацетатом. Неоргашчш наповнювачi-антипiрени - трипдрати оксиду алюмшш, дипдрати оксиду магнш та гтдромагнезит.

Одним з найбтьш проблемних мюць е отримання стабтьних електрофiзичних властивостей за такого високого р!вня наповнення пол!мерно! композицп. Для

забезпечення р1вня електрофiзичних показникiв, який вщповщае нормативнiй документации в полiмернi композицп вводили модифiкатори - амiносилани.

3. Мета та задачi досл1дження

Метою дослгджень е вивчення змши елекIрофiзичних властивостей пожежобезпечних композицшних матералв кополжеру етилену з вшиацетатом в залежносп вщ коицентраци модифжатора, типу та дисперсносп наповнювача-антипiрену.

Для досягнення поставлено!' мети необхщно виконати наступнi задача

1. Дослiдити електричну мiцнiсть полiмерних композицiй.

2. Дослiдити питомий об'емний електричний отр полiмерних композицiй.

3. Дослщити тангенс кута дiелектричних втрат та дiелектричну проникнiсть полiмерних композицш.

4. Дослiдження iснуючих р1шень проблеми

Анашз лiтературних даних демонструе, що одним iз засобiв зниження горючосл полiмерних матерiалiв полiолефiнiв е введення до полiмерноi композицп наповнювачiв-антипiренiв [2]. З щею метою використовують неоргашчш наповнювачi-антипiрени [3]. В умовах реально! пожежi -пластикати полiвiнiлхлориду (ПВХ), що е елементами кабелiв, якi мають значення кисневого iндексу (К1) до 40 одиниць, е джерелом видтення корозiйноактивних газiв хлористого водню (HCl) та значного задимлення. Тому, з метою виршення проблем, що пов'язаш з видiленням HCl та задимленням, було створено полiмернi композицп, як не видтяють корозiйноактивних газiв та мають значно нижчий рiвень видшення диму [4]. Цi матерiали не тшьки збiльшують вогнестiйкiсть за рахунок поглинання бтьшо! кiлькостi тепла, але й нейтралiзують кислi гази, що призводить до зниження димоутворення [5]. В якосл полiмерноi бази цих матерiалiв зазвичай використовують полiолефiни, а в якосл антипiренiв -трипдрати оксиду алюмiнiю, дигiдрати оксиду магнш, магнезити. Даному напрямку присвячуеться значна кiлькiсть дослiджень. Вивчались механiчнi та вогнестшю властивостi композицiйних матерiалiв колполiмеру етилену з вiнiлацетатом (КЕВ) та трипдрату оксиду алюмiнiю з рiзним дiаметром часточок, та визначено змшу цих властивостей в залежностi вщ дисперсностi наповнювача [6]. Показано ефективнють використання гiдроксиду кальцiю з метою шдвищення вогнестiйкостi полiетилену середньо! густини [7]. Вивчали вогнетривкi властивостi композицшних матерiалiв, базовим полiмером в яких е полiетилен низько! густини/кополiмер етилену з вшшацетатом (LDPE/EVA). В якосл наповнювачiв-антипiренiв використовували гiдроксиди металiв (пдроксид магнiю та тригiдрат оксиду алюмшш). Вогнетривкi властивостi оцiнювали за горизонтальним горiнням та за кисневим шдексом [8]. За допомогою методiв термогравiметричного аналiзу (TGA) та диференцiйноi скануючо! калорiметрii (DSC) проводились дослiдження полiмерних композицiй з використанням в якосл антипiрену дiоксину магнiю. Визначали теплоемнють цих матерiалiв [9].

Дослiджено вогнестшюсть кополiмеру етилену з вiнiлацетатом, який наповнювали гiдроксидами металiв (тригiдратом оксиду алюмшш та дипдратами оксиду магнш) та дюксидом кремнiю. Було вщзначено, що

кремнезем забезпечуе перевагу, якщо кiлькiсть та iншi властивостi наповнювачiв сприяють утворенню захисного мiнерального шару [10].

Встановлено, що задля забезпечення пожежобезпечних властивостей композицшних матерiалiв для iзоляцii та оболонок кабелш та крашо безпеки електричного обладнання та пристроiв, мае бути дуже високий ступень наповнення полiмерноi маIрицi гидратами металiв. Це може призвести до втрати гнучкост! та низьким мехашчним властивостям з одночасними проблемами шд час переробки [11].

Вивчали можливють використання пдроксиду магнш, борату цинку та iх сумюну дю як шпбгтору горшня полшроптенового волокна. Показана ефектившсть використання бората цинку. Використання пдроксиду магнш е малоефективним. Перев!рялись теплов!, мехашчш та морфолопчш властивосп [12].

Показано ефектившсть використання амшоалкоксисилатв як апрелв [13] для полтшення контакпв пол!мер-наповнювач в композицшних матер!алах та обробки неоргашчних субстрапв для пщвищення адгезп р!зних полшер!в ! покритпв [14, 15].

1нформащя з використання амшоалкоксисилашв для модифшацп пожежобезпечних полiмерних композицш, зокрема на основ! кополiмерiв етилену з вшшацетатом, в лiтературi практично вщсутш.

Наведенi дослiдження показують, що властивосп полiмерних композицш змшюються в залежносл в!д складу. Рiвень електрофiзичних властивостей пожежобезпечних полiмерних композицшних матерiалiв впродовж експлуатацп кабельноi продукцп мае важливе значення. Однак, багато запитань, як! пов'язанi з! створенням пожежобезпечних пол!мерних композицш все ще недостатньо вивчеш. Особливо це стосуеться впливу модифшатора, наповнювач!в-антипирешв та пол!мерно!' матриц! на електроф1зичш властивосп.

5. Методи дослщження

Досл!джували копол!мери етилену з вшшацетатом (КЕВ-1, КЕВ-2), характеристики яких наведено в табл. 1, а також наповнювачьантишрени, в якосл яких використовували тригщрати оксиду алюмшш, дипдрати оксиду магнш, сумш магнезиту и пдромагнезиту.

Таблиця 1

Характеристики копол1мер1в етилену з вшшацетатом (КЕВ)_

Показник КЕВ-1 КЕВ-2

Густина, кг/м3 939 951

Показник плинносп розплаву, 2,16 кг, г/10 хв 2,5 5

Вмют вшшацетату, % 18 28

Характеристики наповнювач1в-антишрешв наведено в табл. 2. Модифжатор 1 -аминосилан (3-аминопропил-триетоксисилан); модифкатор 2 - аминосилан (N-(3-триметоксисилан) пропшбуттамш). Характеристики наведено в табл. 3.

Таблиця 2

Характеристики наповнювач1в-антишрешв_ _ _

Показник Al(OH)з Mg(OH)2 Mg5(COз)4(OH)2•4H2O; MgзCa(COз)4

Зразок № 1 Зразок № 2 Зразок № 3 Зразок № 4 Зразок № 5

Масова доля, %:

- Mg(OH)2 - Л^И^ - SiO2 >99,2 <0,05 >99,5 <0,1 >93 <0,05 >93,2 2,2±0,2 98,96 0,67

- Fe2Oз <0,035 <0,03 <0,3 0,12±0,02 0,04

- Na2O <0,6 <0,4 <0,05 - <0,05

- CaO - - - 2,2±0,2 -

Мед1анний д1аметр

часточок, мкм:

- середнш (050) - максимальний ^98) 1.5 3.6 3 18 3 20 3,7 12,5 1,4 8,35

- мш1мальний (D10) 0,5 1 1 1,1 1,02

Таблиця 3

Характеристики аммосилану_

Показник Значення

лносилан 1 Амшосилан 2

Густина, кг/м3, 20 °С 950 947

Динам1чна в'язюсть, мПас, 20 °С 2 2,5

pH 11,3 10,9

1нгред1енти полшерних композицш зважували на вагах з точшстю до 0,001 г та послщовно завантажували на вальщ. Температура робочого валка (443±5) K. Температура холодного валка (438±5) K. Зразки вальцювали 3 хв на зазор1 0,4-0,5 мм. Пот1м зазор корегували до 2 мм. В процес вальцювання перюдично шдр1зали не менше шж 2 рази за хвилину. Останню хвилину вальцювали без шдр1зш.

Зразки кондицшвали за температури (293±2) К не менше шж 24 години.

Вальщ мають фрикцш 1,5.

Вим1рювання електроф1зичних показниюв пол1мерних композицш проводилися на зразках товщиною (1,0±0,1) мм, виготовлених вальцево-пресовим методом за 7=448 К.

Серш експерименлв з визначення електрично! мщност1, питомого електричного опору, д1електрично! проникност1, тангенса кута д1електричних втрат було проведено з використанням апарату типу АИИ-70 (Росш), вим1рювача електричного опору КИСИ-1 (Росш), мосту змшного струму Р589 (Росш).

Питомий електричний ошр визначаеться наявнютю вшьних заряд1в (електрошв та юшв) 1 !х рухливютю. Електрична мщнють - напружешсть електричного поля, за значення яко! вщбуваеться пробш, - м1ра електрично! мщност даного матер1алу.

Д1електрична проникшсть композицшного матер1алу визначаеться вщношенням емност електричного конденсатора, який заповнено д1електриком до емност того ж конденсатора у вакуума

Шд дiелектричними втратами розумiють частину енергп електричного поля, яка незворотньо розсшеться в дiелектрику в формi теплоти.

Обробку результапв та побудову графтв виконували за допомогою програмного забезпечення Мюгшой OffLce Ехсе1 2007.

Адекваттсть рiвняння регресii проводили перевiркою статистично! значимостi коефщента детермiнацii Я2 по ^критерш, визначеному за формулою [16]:

де п - кiлькiсть спостережень; т - кiлькiсть факторiв у рiвняннi регресii. 6. Результати досл1джень

Вимiрювання електрично! мiцностi полiмерних композицш проводили змшною напругою до 50 кВ та частотою 50 Гц. Результати дослщжень наведено на рис. 1, 2.

Р =-г--

р 1-Я2 т

Я2 п-т-1

35.0

1. у = 31,67е0,104х

Я2 = 0,976

2. у = 31,38е-0,04х

Я2 = 0,997

▲ 3. у = 24,83е°,°57х Я2 = 0,992

4. у = 25,32е0,104х Я2 = 0,910

5. у = 20,93е0,329х Я2 = 0,921

£ 20.0 -

И

15.0

0

0.5

1

1.5

Вмют модифшатору, %

Модифшатор 1

Модифшатор 2 -

Рис. 1. Залежтсть електрично! мiцностi вiд вмiсту модифшатору для полiмерних композицiй на основi КЕВ-1 та антипiренiв (1, 4, 5): 1, 2 - антитрен 1; 3, 4 - антитрен 4; 5 - антитрен 5

45,0

я 40>°

£ 35,0

о ' К

а

§ 30,0

Й

25,0

20,0

s

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

2 з

■»ч ..... ' « 1 1 * 5 ---,4 __.--"i; ИТ— ^ __

9 6 - — 7 ....... г* ~ ^ у

1. y = 35,83e-0,25x

R2 = 0,999

2. y = 32,48e-0,15x

R2 = 0,983

3. y = 31,79e-0,09x

R2 = 0,941

4. y = 29,21e-0,14x

R2 = 0,987

5. y = 28,69e-0,18x

R2 = 0,932

6. y = 20,80e0,212x

R2 = 0,984

7. y = 20,69e0,186x

R2 = 0,963

8. y = 22,40e0,410x

R2 = 0,943

9. y = 21,93e0,206x

R2 = 0,921

0 0,5 1 1,5

Вмют мoдифiкaтopy, %

Мoдифiкaтop 1- Мoдифiкaтop 2----

Рис. 2. Зaлежнiсть електpичнoï мщшсл вiд вмiстy мoдифiкaтopy для пoлiмеpних кoмпoзицiй нa oснoвi КЕВ-2 тa aнтипipенiв (1-5): 1, 2 - aнтипipен 1; 3 - aнтипipен 2; 4, 5 - aнтипipен 3; 6, 7 - aнтипipен 4; 8, 9 - aнтипipен 5

Bимipювaння oб'eмнoгo електpичнoгo onopy здiйснювaлися 3a дoпoмoгoю кaбельнoгo вимipювaчa onopy iзoляцiï КИСИ-1 3a rnnpyra 1000 В.

Рoзpaхyнoк питoмoгo oб'eмнoгo електpичнoгo onopy пpoвoдили зa фopмyлoю:

я-

А

A-t

-К,

(1)

де di - дiaметp вимipювaльнoгo електpoдy, м; d2 - вну^ш^й дiaметp oхopoннoгo електpoдy, м; t - товщита зpaзкa; Rv - вимipяний onip, Ом. Резyльтaти дoслiджень нaведенo нa pис. 3, 4.

о

о

а

■е

0

1

ю

0

1

с

1,0Е+16 1,0Е+15 1,0Е+14 1,0Е+13 1,0Е+12 1,0Е+11 1,0Е+10

3 щ

5 * А 1

JI 11----- ----

2 -----

1. у = 1Е+12е1'867х

Я2 = 0,965

2. у = 8Е+11е-2,68х

Я2 = 0,939

3. у = 1Е+14е"°,60х

Я2 = 0,902

4. у = 1Е+14е-3,72х

Я2 = 0,989

5. у = 8Е+12е1,216х

Я2 = 0,931

0 0,5 1 1,5

Вмiст модифшатору, % Модифшатор 1- Модиф^а^ор 2---

Рис. 3. Залежшсть питомого об'емного опору в1д вмюту модифшатору пол1мерних композицш на основ1 КЕВ-1 з антитренами (1, 4, 5): 1, 2 - антитрен 1; 3, 4 - антитрен 4; 5 - антитрен 5

1,0Е+15

? 1,0Е+14

О л

• 1-Н

а

о «

к к

и

Ю

О «

к о Ё С

1,0Е+13

1,0Е+12

1,0Е+11

1,0Е+10

<►--------_ -- 8 » -"" 6 * ----11

N / V - 3 _ " " \ 9 ____II

7 Щ- 1

2

1. у = 1Е+11е1715х

Я2 = 0,957

2. у = 1Е+11е-163х

Я2 = 0,982

3. у = 4Е+12е-3,18х

Я2 = 0,987

4. у = 4Е+13е-5,11х

Я2 = 0,994

5. у = 3Е+13е-0,65х

Я2 = 0,965

6. у = 2Е+12е1,958х

Я2 = 0,934

7 .у = 2Е+12е-2,46х

Я2 = 0,996

8 .у = 8Е+13е-0,63х

Я2 = 0,990

9. у = 5Е+13е-3,73х

Я2 = 0,948

0

0,5 1

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

Вмют модифкатору, %

1,5

Мо,,лфкатор 1

Модифкатор 2---

Рис.

4. Залежтсть питомого об'емного опору в1д вмюту модифкатору пол1мерних

"омпозицш на основ1 КЕВ-2 з антитренами (1-5): 1, 2 - антитрен 1; 3 - антитрен 2; 4, 5 - антитрен 3; 6, 7 - антитрен 4; 8, 9 - антитрен 5

Пол1мерш композици мютять неоднорщносп 1 домшки у вигляд1 друго фази, результатом чого е змша д1електричних властивостей - ефект Максвелла-Вангера. Найпоширешший вид неоднорщностей - наявшсть пустот. За цих умов д1електрична проникшсть просто зменшуеться на значення, що залежить вщ обсягу 1 розподщу повпря, яке розмщено в них. Набагато бтьшого ефекту можна очкувати вщ наявносп в 1золяцшному матер1аш включень води. Под1бш матер1али поводяться як тривишрш стки, що викликае появу вкладу в д1електричну проникшсть, який залежить вщ частоти 1 втрати вщ струм1в, що виникають в струмопровщних 1зольованих зразках. Тому перспективним е дослщження питомого об'емного опору пол1мерних композицш тсля впливу води, в результат! чого шдвишуеться вмют вологи. Результати дослщжень наведено на рис. 5-9.

1^+16

к 1

¡Г 1 К

¡к .

<и 1

<ц §

к М 1

£ О 1

ю о Ж К

о н к С

Ер

'с о

0E+15 0E+14 0E+13 0E+12 0E+11

1,0E+10

1

5 Л Ч 3

2 ч \ . \

\ > ч \ V ♦ Л \ \ * >

ч ч ч ч 4

5 ■ ■

0,05 0,1 0,15 0,2 Вологють, %

0,25

1. у = 5E+16e"39,9x

R2 = 0,997

2. у = 3E+17e"53,5x

R2 = 0,996

3. У = 1E+18e"64,2x

R2 = 0,941

4. У = 5E+21e"88,9x

R2 = 0,996

5. У = 3E+24e"144,x

R2 = 0,947

0,3

Рис. 5. Залежтсть питомого об'емного електричного опору вщ вологост1 пол1мерних композицш на основ1 КЕВ-1 антитрену (зразок 1) та модиф1катор1в: 1 - без модифшатора; 2 - 0,6 % модифшатора 1; 3 - 1,5 % модифшатора 1; 4 - 0,6 % модифшатора 2; 5 - 1,5 % модифшатора 2

1

1

«

s

я

tr

s

a

H

«

tu

Ц S

tu о

« S

s я о

s ш

'g

Ю о

о

«

s

s

о

H

s

С

1,0E+16

1,0E+15

1,0E+14

1,0E+13

1,0E+12

1,0E+11

1 ut* 2

л S

s 'ч - 1 ■ ч ч ч V -Ч 3 -4 \ б 7

\ V 5 \ » •

1. y = 5E+17e-32,9x

R2 = 0,819

2. y = 4E+17e-39,9x

R2 = 0,962

3. y = 1E+1Se-64,2x

R2 = 0,941

4. y = 1E+1Se-40,6x

R2 = 0,924

5. y = 3E+21e-96,4x

R2 = 0,924

6. y = 2E+1Se-3S,Sx

R2 = 0,923

7. y = 1E+16e-20,0x

R2 = 0,953

S. y = 1E+17e-25,5x

R2 = 0,907

0,11

0,19 0,27

Bологicть, %

0,35

Рис. 6. Зaлежнicть питомого об'емного електpичного onopy вiд вологоcтi полiмеpних кoмпoзицiй на ocнoвi КЕВ-1 та aнтипipенy (зpaзoк 4) i мoдифiкaтopiв: 1 - без Mo,^iKaTOpa; 2 - 0,6 % мoдифiкaтopa 1; 3 - 1,5 % мoдифiкaтopa 1; 4 - 0,6 % Mo,^iKaTOpa 2; 5 - 1,5 % Mo,^iKaTOpa 2; aнтипipенy ^азок 5) i мoдифiкaтopy 2: 6 - без мoдифiкaтopa; 7 - 0,6 %; S - 1,5 %

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

& Ъ

о «

s я

tr

s

IT

D

4

D «

5

я

s

ш

ÎO

о «

s §

о

H

s

с

1,0E+15

L0E+14

1,0E+13

L0E+12

L0E+11

1,0E+10

2 б N ■

w. 4 ■ > \ ■ V

■ 5 \ V \ ч . 4 YO \ \ ■4 u ». 7

\ ч u t \ ♦ t \ ч * ♦ » N. s. 4 s V 1 ч ♦ ч 4 X s •4, 4 V ■

» N » \ S A M_ "4 ■N. 4

1. y = 3E+15e-39,2x

R2 = 0,988

2. y = 5E+16e-61,2x

R2 = 0,917

3. y = 1E+1Se-64,2x

R2 = 0,941

4. y = 3E+14e-22,4x

R2 = 0,987

5. y = 2E+15e-59,0x

R2 = 0,995

6. y = 3E+15e-35,Sx

R2 = 0,982

7. y = 5E+14e-23,2x

R2 = 0,980

S. y = 3E+17e-96,9x

R2 = 0,955

0,05 0,1 0,15 0,2 0,25 0,3 0,35 0,4 Вологють, %

Рис. 7. Залежнють питомого об'емного електpичнoгo oпopy bí, вoлoгocтi пoлiмеpних композицш на ocнoвi КЕВ-2 та aнтипipенy (зpaзoк 1) i мoдифiкaтopiв: 1 - без Mo,^iKaTOpa; 2 - 0,6 % мoдифiкaтopa 1; 3 - 1,5 % мoдифiкaтopa 1; 4 - 0,6 % Mo,^iKaTOpa 2; 5 - 1,5 % Mo,^iKaTOpa 2; aнтипipенy (зpaзoк 2) i мoдифiкaтopy 2: 6 - без мoдифiкaтopa; 7 - 0,6 %; S - 1,5 %

1,0E+16

O 1,0E+15

ci 'E о

« s

X

tr s

« <D

S3 «

s

X

1,0E+14

1,0E+13

§ 1,0E+12

ICD

о «

| 1,0E+11

g ,

s С

1,0E+10

3

2 • б V * \ 7 14 I \\ч, 4 -

¡vSi V *; 9 8

i « 1 \ " N ' X

\ 1G 1 ■ 5

0,05 0,1 0,15 0,2 Boлoгicть, %

0,25

0,3

1. y = 1E+24e-137,x

R2 = 0,987

2. y = 5E+19e-73,6x

R2 = 0,936

3. y = 1E+18e-64,2x

R2 = 0,941

4. y = 1E+26e-127,x

R2 = 0,968

5. y = 5E+32e-195,x

R2 = 0,962

6. y = 9E+14e-16,3x

R2 = 0,972

7. y = 2E+16e-25,3x

R2 = 0,960

S. y = 5E+17e-37,Sx

R2 = 0,936 9. y = 1E+22e-99,7x

R2 = 0,976 10. y = 6E+16e-41,0x R2 = 0,924

Рис. 8. Зaлежнicть nmoMoro oб'eмroгo електpичиoгo oпopy вiд вoлoгocтi пoлiмеpних кoмпoзицiй иa ocиoвi КЕВ-2 тa мoдифiкaтоpiв 1, 2 aнтипipенy (3pa3oR 3) i мoдифiкaтopiв: 1 - без мoдифiкaтopa; 2 - 0,6 % мoдифiкaтopa 1; 3 - 1,5 % мoдифiкaтopa 1; 4 - 0,6 % мoдифiкaтopa 2; 5 - 1,5 % мoдифiкaтopa 2; aитипipенy (зpaзoк 4) i мoдифiкaтopiв: 6 - без мoдифiкaтopa; 7 - 0,6 % мoдифiкaтopa 1; S - 1,5 % мoдифiкaтopa 1; 9 - 0,6 % мoдифiкaтopa 2; 10 - 1,5 % мoдифiкaтopa 2

«

S

X

ET

S

fp

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

И

<u

S

<u о

«

s X О

ß

Ю 'E о

О

«

s

S

о

H

s

С

1,0E+16

1,0E+15

1,0E+14

1,0E+13

1,0E+12

1,0E+11 +

2

1 \ \ \ ■ X \ ^ \\

N ► 1 ♦ 1 ■ \N 3

5 V Ч \ 1

1 \ \ 1 ■4

1. y = 1E+17e-55'6x

R2 = 0,994

2. y = 2E+17e-30'9x

R2 = 0,96

3. y = 1E+1Se-64'2x

R2 = 0,941

4. y = 7E+18e-60,2x

R2 = 0,967

5. y = 4E+23e-n3'X

R2 = 0,936

0,05

0,1 0,15 0,2 Boлoгicть, %

0,25

0,3

Рис. 9. Зaлежнicть питoмoгo oб'eмиoгo електpичнoгo oropy вiд вoлoгocтi пoлiмеpних кoмпoзицiй m ocroBÍ КЕВ-2 тa aнтипipенy (зpaзoк 5) i мoдифiкaтopiв: 1 - без мoдифiкaтopa; 2 - 0,6 % мoдифiкaтopa 1; 3 - 1,5 % мoдифiкaтopa 1; 4 - 0,6 % мoдифiкaтopa 2; 5 - 1,5 % мoдифiкaтopa 2

Bимipювaння тангетеа кyтa дiелектpичних втpaт i електpичнoï емнocтi (для подальшого poзpaхyнкy дiелектpичнoï пpoникнocтi cеpедoвищa) здiйcнювaли за допомогою мocтa змiннoгo cтpyмy Р589 за rn^yra 24 В i частоти 1 кГц з допустимою ошовною похибкою ±0,1 % тд чac вимipювaння емнocтi i ±(0,02tg5+3-10-4) пiд чac вимipювaння тaнгенcy ^та дiелектpичних втpaт. Рoзpaхyнки пpoвoдили за фopмyлaми: - дiелектpичнa пpoникнicть cеpедoвищa:

e = 0,ÍU-Cr-

(2)

де di - дiaметp вимipювaльнoгo елек^,^, м; d2 - внyтpiшнiй дiaметp oхopoннoгo електpoдy, м; t - товщина зpaзкa; Cx - вимipянa електpичнa емнicть, пФ. - тангете кyтa дiелектpичних втpaт:

tgö =-= ю-С R ,

6 ю-С R посл посл (3)

пар. пар.

де m - ^това чacтoтa, pa,/c;

Cnap. - вимipянa електpичнa емнicть в еквiвaлентнiй пapaлельнiй cхемi замщення, пФ;

Rnap. - вимipяний omp в еквiвaлентнiй пapaлельнiй cхемi зaмiщення, Ом; Cn0cn. - вимipянa елекфична емнicть в еквiвaлентнiй пocлiдoвнiй cхемi зaмiщення, пФ;

RnoCn. - вимipяний oпip в еквiвaлентнiй ппocлiдoвнiй cхемi зaмiщення, Ом. Резyльтaти дocлiджень наведено на p^. 10-13.

4,8

£ 4,4

о '

'53 и к х о л с

Й 4,0 х

ЕТ К СР

и

ч

3,6

3,2

6 5 < > 2 11

7 ♦ ^Х 1

■ _____ ►

• 3

1 ► - ----- 10 : -------- 9 ,

2,5Е-02

2,0Е-02 ^

1.у = 0,014е°,293х R2 = 0,921

2. у = 0,015е-°'°8х Я2 = 0,990

3. у = 3,610е°,140х R2 = 0,96

X 4. у = 3,667е°,°17х R2 = 0,990

К 5. у = 4,624е-0,12х & Я2 = 0,991

1,5Е-02 «а 6. у = 4,643е-0,03х ^ Я2 = 0,992

4 7. у = 4,085е-°,°2х Я2 = 0,934

8.у = 0,007e-°,1°x Я2 = 0,950

9. у = 0,007е-0,17х Я 2 = 0,914

10. у = 0,005e°,12°x Я2 = 0,990

й н

1,0Е-02 §

и и X й Н

5,0Е-03

0,0

0,5 1,0 Вмют модифкатору, % в- ---

1,5

Рис. 10. Залежтсть д1електрично1 проникност1 та тангенсу кута д1електричних втрат пол1мерних композицш на основ1 КЕВ-1 та антитретв 1, 4, 5 ввд вмшту модифкаторк: 1, 4, 6, 8 - модифкатор 1; 2, 3, 5, 7, 9, 10 - модифкатор 2; 1-4 - антитрен 1; 5-8 - антитрен 4; 9, 10 - антитрен 5

5,0

4,5

л

ё

й и

К X о а с

й X ет К

а

£ 4,

и

5

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

3,5

2

к Л ^^^

4

3

Ч N. Ч ч

ч,

N. — «. ^ *

** V., , ч.

А ^

• 6 ^ < ►

~ - -О

3,5Е-02

2,5Е-02

1,5Е-°2

5 {Г

и

х

К X ЕТ К

й н

о X <и и X й Н

5,0Е-03

0,0

0,5 1,0

Вм1сг модифкатору, 0%о в- ---

1,5

1. у = 4,788е-°,07х

R2 = 0,977

2. у = 0,022е-°,79х

R2 = 0,941

3. у = 0,023е-°'43х

Я2 = 0,933

4. у = 4,699е-0'15х

Я2 = 0,918

5. у = 4,562е-°,°9х

R2 = 0,970

6. у = 0,021е-°'95х

Я2 = 0,977

Рис. 11. Залежтсть д1електрично! проникност1 та тангенсу кута д1електричних втрат пол1мерних композицш на основ1 КЕВ-2 та антитретв 1, 2 ввд вмшту модифкаторк: 1, 4 - модифкатор 1; 2, 3, 5, 6 - модифкатор 2; 1-4 - антитрен 1; 5-6 - антитрен 2

0

5,0

л &

ЕЙ

£ 4,5

х

о

а

с

й X ЕТ К Л

£ 4,0

<и §3

3,5

2

4

♦ 6

1 8 -

2,0Е-02

Й а н и

х

1,5Е-02 ет к а

V

5

1,0Е-02

й

о

X

"

и X

н

5,0Е-03

0,0

0,5 1,0 Вмiст модифiкатору, % 8- ---

1,5

1. у = 3,756е0'103х

R2 = 0,927

2. у = 3,772е0,169х

R2 = 0,953

3. у = 3,816е0'140х

R2 = 0,918

4.у = 3,959е0'092х R2 = 0,907

5. у = 0,009е°'216х

.2 = 0,912

6. у = 0,009е°,268х

R2 = 0,996

7. у = °,°°6e0,159x

R2 = 0,996

8. у = 0,006е0'221х

R2 = 0,985

Рис. 12. Залежтсть делектрично! проникност та тангенсу кута делектричних втрат пол1мерних

композиций на основ1 КЕВ-2 та антитренш 3, 4 вщ вмюту модифкаторк: 1, 3, 5, 7 - модифкатор 1; 2, 4, 6, 8 - модифкатор 2; 1, 2, 5, 6 - антитрен 3; 3, 4, 7, 8 - антитрен 4

4,2

л &

* 4,1

к '

X о а с

й X ЕГ К

а

У 4,0

5

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

3,9

\ \ \ \ \ ■ ■к Ч

Ч \

ч \ 4 ^ 3

\ \

4 \ чХ 1 __< ►

ч ч ■ 4 \

N N. N. ■ч ^ч. \ Тч. > N. ^ ~ и

2,1Е-02

1. у = ^Не-0'29'5 Я2 = 0,925

2. у = 4,111е-0 03х Я2 = 0,999

3. у = 4,097е-0'03х Я2 = 0,968

и 4. у = 0,017е-1'73х

Й а н и

X

к

1,1Е-02

ЕГ К

а

5

й н

о X <и и X Й н

Я2 = 0,975

1,0Е-03

0,0

0,5 1,0

Вмют модифкатора, 0%о

8 - tg---

1,5

Рис. 13. Залежтсть д1електрично! проникност1 та тангенсу кута д1електричних втрат пол1мерних композицш на основ1 КЕВ-2 та антитрену 5 ввд вмшту модифкатор1в:

1, 4 - модифкатор 1; 2, 3 - модифкатор 2

Eлeктpoiзoляцiйний мaтepiaл ввaжaетьcя тим кpaщe, чим виш£ йoгo eлeктpoфiзичнi влacтивocтi. Eлeктpoфiзичнi влacтивocтi хapaктepизyютьcя знaчeннями питoмoгo eлeктpичнoгo onopy, eлeктpичнoï мiцнocтi (пpoбивнoï мiцнocтi), дieлeктpичнoï пpoникнocтi та дieлeктpичних втpaт. Знaчeння цих хapaктepиcтик i ïx зaлeжнicть вiд aгpecивних чинникiв (зoкpeмa, вoлoгoпoглинaння), тeмпepaтypи i чacтoти eлeктpичнoгo пoля визначають вибip iзoляцiйниx пoлiмepниx кoмпoзицiй.

Дocлiджeння зaлeжнocтeй пoкaзникiв eлeктpичнoï мiцнocтi пoлiмepниx кoмпoзицiй вiд xiмiчнoгo cклaдy та диcпepcнocтi нaпoвнювaчiв-aнтипиpeнiв дeмoнcтpyе вплив кoжнoгo iз них на ïï вeличинy. Анaлiз цих xapaктepиcтик пoкaзyе, шo нaйвишi знaчeння eлeктpичнoï мiцнocтi мoжливo дocягнyти пpи зacтocyвaннi в якocтi нaпoвнювaчiв-aнтипиpeнiв тpигiдpaтiв oкcидy aлюмiнiю. Для пoлiмepниx кoмпoзицiй на ocнoвi KEB-1 - 27-27,5 kB/мм (зpaзки 1, 2). Для пoлiмepниx кoмпoзицiй на ocнoвi KEB-2 - 32-35 kB/мм. Пoлiмepнi кoмпoзицiï на ocнoвi KEB-2 з бiльшим пoкaзникoм плиннocтi пoлiмepy мають бiльшi знaчeння eлeктpичнoï мiцнocтi, нiж KEB-1. Ц мoжнa пoяcнити кpaшими aдгeзiйними влacтивocтями пoлiмepнoï мaтpицi вiднocнo нaпoвнювaчa та piвнoмipним poзпoдiлoм iнгpeдiентiв кoмпoзицiйниx мaтepiaлiв в нaдмoлeкyляpниx yтвopeнняx.

За yмoви викopиcтaння в якocтi нaпoвнювaчiв диг^а^в oкcидy мaгнiю eлeктpичнa мiцнicть змeншyетьcя дo 25 kB/мм для пoлiмepниx кoмпoзицiй на ocнoвi KEB-l i дo 29-31 kB/мм для пoлiмepниx кoмпoзицiй на ocнoвi KEB-2. Пoтpiбнo вказати, шo викopиcтaння нaпoвнювaчiв-aнтипиpeнiв з мeншим cepeднiм дiaмeтpoм чacтoчoк впливае на збiльшeння цьoгo пoкaзникa. За yмoви викopиcтaння в якocтi нашвнювача гiдpoмaгнeзитiв eлeктpичнa мiцнicть знижyетьcя дo l9-21 kB вiдпoвiднo.

Слiд вщзначити, шo на знaчeння eлeктpичнoï мiцнocтi cyттевий вплив мае якicний cклaд i кiлькicть мoдифiкaтopy - ам^^ла^. Для пoлiмepниx кoмпoзицiй на ocнoвi KEB-l (pиc. l) eлeктpичнa мщнють пiдвишyетьcя для вcix aнтипipeнiв. Значш cyттевo пiдвишeння вiдбyвaетьcя за yмoви викopиcтaння мoдифiкaтopy l (з мeншoю динaмiчнoю в'язкicтю).

Для пoлiмepниx кoмпoзицiй на ocнoвi KEB-2 з пoкaзникoм плиннocтi 5,0 г/10 хв eлeктpичнa мiцнicть знижyетьcя за yмoви викopиcтaння тpигiдpaтiв oкcидy aлюмiнiю (зpaзoк 1, 2) та дигiдpaтy oкcидy магнш (зpaзoк 3). Пiд чac викopиcтaння дигiдpaтy oкcидy мaгнiю з бшьшим cepeднiм poзмipoм чacтoчoк (зpaзoк 4) та гiдpoмaгнeзiтy (зpaзoк 5) eлeктpичнa мiцнicть збiльшyетьcя зi збiльшeнням KrnbKocri мoдифiкaтopiв l та 2.

Дocлiджeння впливу xiмiчнoгo cклaдy диcпepcнocтi нaпoвнювaчiв-aнтипиpeнiв та кiлькocтi i rnocri мoдифiкaтopiв пoкaзaлo на змiнy питoмoгo eлeктpичнoгo oб'емнoгo oпopy пoлiмepниx ^мюз^т. П1д чac викopиcтaння в rnocri пoлiмepнoï мaтpицi KEB-l питoмий eлeктpичний oб'емний oпip знижyетьcя для пoлiмepниx кoмпoзицiй, вмiшyючи тpигiдpaти oкcидy алюмшш i дигiдpaти oкcидy мaгнiю та мoдифiкaтop l з мeншoю динам^чтою в'язкicтю (2,0 МПа^). Та збiльшyетьcя пiд чac викopиcтaння мoдифiкaтopy 2 з бiльшoю динaмiчнoю в'язкicтю (2,5 МПа-c). Для пoлiмepниx кoмпoзицiй, вмщуючи aнтипipeн 5,

питомий eлeктpичний oб'eмний omp знaчнo збiлъшyeгъcя вiд i^ 10 дo 0,84014 Ом •cм i пepeвишye знaчeння цъoгo пoкaзникa бeз ввeдeння мoдифiкaтopy 1.

Питoмий oб'eмний eлeктpичний oпip пoлiмepниx кoмпoзицiй на ocнoвi КЕВ-2 знижyeгъcя для вcix нaпoвнювaчiв-aнтипиpeнiв за yмoви викopиcтaння мoдифiкaтopy i з мeншoю динaмiчнoю в'язкicтю. Пщ чac викopиcтaння мoдифiкaтopy 2 мaлo змiнюeтъcя, a y pasi викopиcтaння в якocтi нaпoвнювaчiв тpигiдpaтy oкcидy aлюмiнiю з мeншим cepeднiм дiaмeтpoм чacтoчoк та дигiдpaтy oкcидy магнш з бiльшим cepeднiм дiaмeтpoм чacтoчoк збiлъшyeтъcя в i0 paзiв.

Дocлiджeнo змiни питoмoгo oб'eмнoгo eлeктpичнoгo oropy вiд вoлoгocтi пoлiмepниx кoмпoзицiй з piзним вмicтoм мoдифiкaтopiв i i 2. Указам знижeння питoмoгo oб'eмнoгo eлeктpичнoгo oпopy для вcix пoлiмepниx ^м^зи^й з пiдвишeнням вoлoгocтi, як вмщуючи мoдифiкaтopи, так i бeз ниx.

Дocлiджeнo пoлiмepнi кoмпoзицiï КЕВ-1. Пщ чac викopиcтaння тpигiдpaтy oкcидy алюмшш (зpaзoк 1, pиc. 5) значш знижeння цъoгo пoкaзникa cпocтepiгaeтъcя y paai викopиcтaння мoдифiкaтopy 1 вщ i,04015 дo i,040n та 1,6-1010 Ом •cм (кpивi 4, 5). Якщo викopиcтoвyвaти мoдифiкaтop 2, то знижeння питoмoгo oб'eмнoгo eлeктpичнoгo oropy на пopядoк змeншyeтъcя. За знaчeння вoлoгocтi 0,25 % та вмюту мoдифiкaтopa 1,5 % питoмий oб'eмний eлeктpичний oпip пepeвишye знaчeння для нeмoдифiкoвaнoï пoлiмepнoï кoмпoзицiï. За yмoви викopиcтaння дигiдpaтy oкcидy мaгнiю (зpaзoк 4) та гiдpoмaгнeзитy (зpaзoк 5) кpaщi знaчeння маютъ пoлiмepнi кoмпoзицiï з мoдифiкaтopoм 2. Нaпpиклaд, для гiдpoмaгнeзитy (кpивa 8) питoмий oб'eмний eлeктpичний oпip пiдвишyeтъcя в

13

пopiвняннi з нeмoдифiкoвaним зpaзкoм пoлiмepнoï кoмпoзицiï вiд i,040 дo

1 ^

i,6^ 10 Омюм за знaчeння вoлoгocтi 0,3 i %.

Якшo викopиcтoвyвaти пoлiмepнy мaтpицю КЕВ-2, тo гoлoвнa тeндeнцiя змeншeння питoмoгo oб'eмнoгo eлeктpичнoгo oпopy вщ вoлoгocтi збepiгaeтъcя, пpoтe пepeмiшyeтъcя в oблacть бiлъш низъкиx знaчeнъ фиа 7-9).

Важливими eлeктpoфiзичними xapaктepиcтикaми для пoжeжoбeзпeчниx пoлiмepниx кoмпoзицiй e дieлeктpичнa пpoникнicтъ та тaнгeнc кyтa дieлeктpичниx втpaт. Тoмy дocлiджyвaли змiнy циx пapaмeтpiв вiд xiмiчнoгo cклaдy та диcпepcнocтi нaпoвнювaчiв-aнтипиpeнiв та якicнoгo i кiлькicнoгo вмicтy мoдифiкaтopiв 1, 2. Елeктpoiзoляцiйний мaтepiaл ввaжaeтъcя тим ^ашим, чим нижчi знaчeння дieлeктpичнoï пpoникнocтi та тaнгeнcy кyтa дieлeктpичниx втpaт. Таким чинoм, для пoлiмepниx кoмпoзицiй на ocнoвi КЕВ-i фиа i0) кpaшими пoкaзникaми пo дieлeктpичнiй пpoникнocтi e кoмпoзицiï з мeншим cepeднiм poзмipoм чacтoчoк нaпoвнювaчa-aнтипipeнy тpигiдpaтy oкcидy aлюмiнiю (кpивa 3, зpaзoк 1) aбo дигiдpaтy oкcидy магнш та мoдифiкaтopy 2, а ташж дигiдpaтy oкcидy мaгнiю (кpивa 7, зpaзoк 4). Цeй пoкaзник ^а^тачта нe змiнюeтъcя зi збiлъшeнням вмюту мoдифiкaтopy.

Мaлo змiнюeтъcя дieлeктpичнa пpoникнicтъ у paai зacтocyвaння в якocтi нaпoвнювaчa-aнтипиpeнa гiдpoмaгнeзитy та мoдифiкaтopa 2 (^ива 9). Пiд чac зacтocyвaння мoдифiкaтopa i цeй пoкaзник значш збiлъшyeтъcя.

Тaкoж тeндeнцiя пoмiчaeтъcя i для тангешу кута дieлeктpичниx втpaт для вcix пoлiмepниx кoмпoзицiй на ocнoвi КЕВ-1.

Доошджено полiмернi композицiï на ochobï КЕВ-2 з показником плинностi 5 г/10 хв. Результати дослщжень показують, що за умови використання тригiдратiв оксиду алюмшш i модифiкаторiв 1, 2 показники дiелектричноï проникностi i тангенсу кута дiелектричних втрат покращуються i перемщуються в область менших значень (рис. 11). Причому бiльшi значення цих показниюв отримано пiд час використання модифжатора 2 (кривi 3, 4, 6).

Використання модифiкаторiв 1, 2 в полiмерних композицiях, як вмiщують дигiдрати оксиду магнiю, призводить до попршення показникiв дiелектричноï проникност та тангенсу кута дiелектричних втрат (рис. 12). Але у разi використання антитрену (зразок 4) з меншим середтм дiаметром часточок та модифiкаторiв 1, 2 тангенс кута дiелектричних ^ ра практично мало вiдрiзняеться вiд немодифiкованоï композицiï (крива 7, 8).

Значний вплив на покращення показниюв дiелектричноï проникностi та тангенсу кута дiелектричних втрат показуе використання в якостi наповнювача-антипирена гидромагнезита (рис. 13). Дiелектрична проникнють зменшуеться до 3,9, а тангенс кута дiелектричних втрат зменшуеться до 1,0-10- у присутностi модифiкатору 1 в кiлькостi 1,5 %.

Важливий вплив на електрофiзичнi властивост пожежобезпечних полiмерних композицiй здiйснюе формування надмолекулярно!' структури отриманих композицiй. Про це свщчать результати дослiджень електрично1' мiцностi, питомого об'емного електричного опору, дiелектричноï проникностi та тангенсу кута дiелектричних втрат.

7. SWOT-аналiз результат дослiджень

Strengths. Перевагами даного дослщження е вивчення електрофiзичних властивостей пожежобезпечних полiмерних композицiйних матерiалiв з використанням високоточних сучасних методiв. Отриманi результати дають порiвняльну оцiнку електрофiзичних властивостей тд час використання iнгредiентiв пол1мерт ^ ^ -ози^й з рiзними фiзико-хiмiчними властивостями та модифiкування 1'х амiносиланами. Завдяки цьому забезпечуеться можливють пiдвищення електрофiзичних властивостей пожежобезпечних композицш для виготовлення iзоляцiï та оболонок кабельно1' продукцiï У порiвняннi з аналопчними вiдомими матерiалами це забезпечуе зниження витрат матерiалу за рахунок зменшення товщини та дае можливють тдвищити економiчну ефективнiсть виробництва вогнестшких кабелiв.

Weaknesses. Iнгредiенти полiмерних композицш необхщно iмпортувати, тому що 1'х не виготовляють в Украïнi.

Opportunities. Результати дослщжень дають змогу розробляти технологи отримання полiмерних композицiй з керованими електрофiзичними властивостями для iзоляцiï i оболонок кабельно1' продукцiï.

До^дження можуть використовувати виробники полiмерних матерiалiв усього свiту.

Threats. Необхiдно освоення технолопчного процесу виробництва, навчання персоналу веденню технологiчного процесу.

8. Bhchobkh

1. BHBneHO 3MiHH eneKTpo^uHHux BnacTuBocTeft no^e^o6e3nenHHx кoмnoзнmнннх MarepianiB KononiMepy eraneHy 3 Bmina^TaTOM B 3ane^HOCTi Big кoнцeнтpaцii Mogu^iKaropa, Tuny Ta gucnepcHocri HanoBHroBaHa-amunipeHy. Ha eneKTpHHHy Mmrncrb no®;e®;o6e3neHHHx KoMno3umH cyrreBo BnnuBaroTb $i3HKO-xiMiHHi BnacTHBOCTi HanoBHWBaniB-aHTHnHpeHiB Ta Mogu^iKaropiB. EneKTpunHa Mmrncrb cyrreBo nigBumyeTtca go 32-35 kB/mm y pa3i 3acTocyBaHHa b aKocTi HanoBHWBaHiB-aHTHnHpeHiB TpurigpariB oKcugy anroMimro 3 mchohm cepegHiM giaMeTpoM nacTonoK noniMepHoi Marpum KEB-1 Ta Mogu^iKaropy 1. nig nac BHKopncTaHHfl noniMepHoi Marpum KEB-2 HaHBumi noKa3HHKH (41 kB/MM) ogep^aHo gna KoMno3umH 3 rigpoMarHe3HToM Ta Mogu^iKaropoM 2.

2. noKa3aHo, mo nuToMHH o6'gmhhh eneKTpuHHHH onip Mano 3MmroeTbca gga Mogu^iKoBaHux nomMepHux KoMno3umH 3 BuKopucraHHaM gurigpary oKCugy Marrnro 3 MeHfflHM cepegHiM po3MipoM nacronoK Ta Mogu^iKaropy 2 gna nomMepHux Marpum KEB-1 i KEB-2. nicna BnnuBy Bonoru nuToMHH o6'gmhhh eneKTpuHHHH

13

onip Mae MaKCHMantHe 3HaneHHa 1,2-10 Om-cm gna nomMepHoi кoмnoзнцii Ha ocHoBi KEB-1, aHTunipeHy - Tpurigpar oKCugy anroMmiro Ta Mogu^iKaropy 1.

3. Bu3HaneHo, mo gieneKTpuHHa npoHHKHicTt Ta TaHreHc KyTa gieneKTpuHHux BTpaT MawTt HaHKpami noKa3HHKu gna nomMepHux KoMno3umH Ha ocHoBi KEB-1, rigpoMarHe3HTy Ta Mogu^iKaropy 2 (e=3,3;

tg '10-3).

^iTepaTypa

1. Chulieieva O. Development of directed regulation of rheological properties of fire retardant composite materials of ethylene vinyl acetate copolymer // Technology audit and production reserves. 2017. Vol. 2, Issue 1 (40). P. 25-31. doi: https://doi.org/10.15587/2312-8372.2018.129699

2. ^yneeBa E. B, 3onoTapeB B. M., ^yneeB B. .H. Haпoпннтeпн -aHiunupeH^i. Tenno^rouHecKne cBoftcrea // XiMinHa npoMucnoBicrb YKpaiHu. 2016. № 3-4 (134-135). C. 65-69.

3. Thermal study of low-grade magnesium hydroxide used as fire retardant and in passive fire protection / Formosa J. et. al. // Thermochimica Acta. 2011. Vol. 515, Issue 1-2. P. 43-50. doi: https://doi.org/10.1016Zj.tca.2010.12.018

4. 063op MuHepantHtix aHTunupeHoB-rugpoKcugoB gna 6e3ranoreHHbix Ka6enbHbix кoмпoзнцнн // Ka6enb-news. 2009. № 8. C. 41-43.

5. A6neeB P. AKTyanbHbie npo6neMbi B pa3pa6oTKe u nporoBogcrae Heropwnux nonuMepHbx KoMnayHgoB gna Ka6enbHoft uHgycTpuu // Ka6enb-news. 2009. № 6-7. C. 64-69.

6. Chulieieva O. Effect of flame retardant fillers on the fire resistance and physical-mechanical properties of polymeric compositions // Eastern-European Journal of Enterprise Technologies. 2017. Vol. 5, Issue 12 (89). P. 65-70. doi: https://doi.org/10.15587/1729-4061.2017.112003

7. Calcium-based hydrated minerals: Promising halogen-free flame retardant and fire resistant additives for polyethylene and ethylene vinyl acetate copolymers / Laoutid F. et. al. // Polymer Degradation and Stability. 2013. Vol. 98, Issue 9. P. 1617-1625. doi: https://doi.org/10.1016/j.polymdegradstab.2013.06.020

8. Effect of Amino alcohol functionalized polyethylene as compatibilizer for LDPE/EVA/clay/flame-retardant nanocomposites / Lujan-Acosta R. et. al. // Materials Chemistry and Physics. 2014. Vol. 146, Issue 3. P. 437-445. doi: https://doi.org/10.1016/j .matchemphys.2014.03.050

9. Chulieieva O. Effect of fire retardant fillers on thermophysical properties of composite materials of ethylene-vinyl acetate copolymer // Eastern-European Journal of Enterprise Technologies. 2017. Vol. 6, Issue 12 (90). P. 58-67. doi: https://doi.org/10.15587/1729-4061.2017.119494

10. Fire retardant benefits of combining aluminum hydroxide and silica in ethylene-vinyl acetate copolymer (EVA) / Sonnier R. et. al. // Polymer Degradation and Stability. 2016. Vol. 128. P. 228-236. doi: https://doi.org/10.1016/j.polymdegradstab.2016.03.030

11. Chang M.-K., Hwang S.-S., Liu S.-P. Flame retardancy and thermal stability of ethylene-vinyl acetate copolymer nanocomposites with alumina trihydrate and montmorillonite // Journal of Industrial and Engineering Chemistry. 2014. Vol. 20, Issue 4. P. 1596-1601. doi: https://doi.org/10.1016/jjiec.2013.08.004

12. Jeencham R., Suppakarn N., Jarukumjorn K. Effect of flame retardants on flame retardant, mechanical, and thermal properties of sisal fiber/polypropylene composites // Composites Part B: Engineering. 2014. Vol. 56. P. 249-253. doi: https://doi.org/10.1016/j.compositesb.2013.08.012

13. Chemical modification of henequén fibers with an organosilane coupling agent / Valadez-Gonzalez A. et. al. // Composites Part B: Engineering. 1999. Vol. 30, Issue 3. P. 321-331. doi: https://doi.org/10.1016/s1359-8368(98)00055-9

14. Effect of N-2-(aminoethyl)-3-aminopropyltrimethoxysilane surface modification and C.I. Acid Red 18 dye adsorption on the physicochemical properties of silica precipitated in an emulsion route, used as a pigment and a filler in acrylic paints / Jesionowski T. et. al. // Dyes and Pigments. 2003. Vol. 57, Issue 1. P. 29-41. doi: https://doi.org/10.1016/s0143-7208(03)00006-8

15. Juvaste H., Iiskola E. I., Pakkanen T. T. Aminosilane as a coupling agent for cyclopentadienyl ligands on silica // Journal of Organometallic Chemistry. 1999. Vol. 587, Issue 1. P. 38-45. doi: https://doi.org/10.1016/s0022-328x(99)00264-8

16. MaKapoBa H. B., Тро$нмец B. OrarncTHKa b Excel: yneS. nocoSne. M.: OnHaHCbi h CTaTHCTHKa, 2002. 368 c.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.