книги / Материалы кабельного производства

Диэлектрическая проницаемость, наоборот, увеличивается с по­ вышением температуры: при 100° С на 0,2—0,3 (по сравнению со значением при 20° С), при 160° С — на 0,4—Q,5 . . . . .

Фторопласт-3 имеет нулевую влагопоглощаемость, не смачи­ вается водой и не набухает в ней.

По i5:v -р отлтг-естся отсутствием текучести ка холоду; он более хрупок, чем ПТФЭ (при испытании на удар при нормальной тем­ пературе фторопласт-4 не ломается,, а лишь изгибается).

Средний молекулярный вес политрифторхлорэтилена находится в пределах 80 030—100 000. Температура размягчения его состав­ ляет 110—280° С. Матер иал шприцуется.

Ка данный полимер разрушающе действуют расплавленные щелочные металлы. Сл стоек против действия дымящих азотной и плавиковой кислот, уксусной кислоты, щелочей и органических растворителей (см. табл. 14-9).

91

Таблица 6-6

Свойства политрифторхлорэтилеиа

92

Нагрев твердого политрифторхлорэтилена при 300—450° С вызывает деструкцию вещества.

Политрифторхлорэтилен обладает гибкостью при низких тем­ пературах: в пластине толщиной 1 мм при изгибе ее на 180° при температуре до —200° С не образуется трещин.

Полимер нашел применение в виде коллоидных систем. Диспер­ сионная среда: вода, терпены, водные растворы или смеси спиртов, кетонов, лактанов, ацеталей и т. п. На отечественных кабельных заводах он применяется для эмалирования проволоки.

Низкомолекулярные фракции полимера используются для при­ готовления устойчивых к окислению и невоспламеняющихся масел и консистентных смазок.

Политрифторхлорэтилен выпускается промышленностью под

полимера кел-эф. Если пластинку этого материала, нагретого до высокой температуры, обработать жидким азотом (температура кипения азота —195,8° С), то образования поверхностных трещин на ней не наблюдается. Сопротивление изоляции провода (толщина изоляции около 1 мм) составляет 4000 Мом/км.

Кел-эф является (вследствие наличия в молекуле атома хлора) слабополярным материалом. Изоляционные свойства кел-эф при­ ведены в табл. 6-7.

110 000). Эти материалы стойки против истирания. Провода могут выдержать кратковременную температуру 190° С.

Наложение пластиката кел-эф на токопроводящую жилу осуществляется способом шприцевания. Головка матрицы должна

быть нагрета до 315° С, а обогреватели — до 280—300° С. Матрица

93

и шнек изготовляются из нержавеющих сталей. Шнек должен быть с однородным шагом и сплошной нарезкой. Выходящий провод необходимо обязательно подвергать закалке холодной водой.

6-3. Эпоксидные пластмассы

Эпоксидные смолы относятся к классу линейных полимеров — т е р м о п л а с т и к о в .

Для получения эпоксидных смол необходимы:

а) материалы, содержащие активную эпоксигруппу

II

-С — С —;

\/

О

б) материалы, содержащие гидроксильный водород (спирты, фенолы и пр.).

Отечественной промышленностью освоено производство эпок­ сидных смол марок Э-40, Э-41, ЭД-6 и др.

Свойства смолы марки ЭД-6 представлены в табл. 6-8.

Получение из эпоксидных смол полимеров трехмерной струк­ туры осуществляется путем реакции между ними и веществами типа дикарбоновых кислот и их ангидридов, диаминов, полиами­ дов, например: диэтилентриамином, пиперидином,-метафенилен- диамином (МРД), фталевым ангидридом.

Лучшими наполнителями для этих смол являются кварцевая мука и слюдяная пыль.

Для придания смоле эластичности и предохранения изгото­ вленных из нее изделий от образования трещин к ней добавляют до 50% (по весу) полиамидной смолы.

На основе эпоксидных смол получены (США) эпоксиорганосилоксаны, используемые в качестве высокопрочных клеев для металлов и герметизирующих составов.

Полимеризация эпоксидных смол не сопровождается выделе­ нием побочных продуктов, и поэтому переход в твердую фазу не

94

ЧАСТЬ ТРЕТЬЯ

КАУЧУКИ И КАУЧУКОПОДОБНЫЕ МАТЕРИАЛЫ

ГЛАВА СЕДЬМАЯ

КАУЧУКИ НА ОСНОВЕ ИЗОПРЕНА 7-1. Натуральный каучук

В кабельной промышленности применяются две марки нату­ рального каучука (НК): с м о к е д - ш и т («копченый лист») и б е л ы й к р е п .

Натуральный каучук в основном получается из млечного сока (латекса) тропического дерева «бразильская гевея», произрастаю­ щего в диком виде по берегам реки Амазонки и культивируемого на обширных плантациях в южной части и на архипелагах тропи­ ческой Азии.

В извлекаемый подсочкой млечный сок вводят небольшое коли­ чество нашатырного спирта, во избежание его преждевременной коагуляции. Для получения сплошной массы каучука латекс, разбавленный до 15—20% водой и профильтрованный, коагули­ руется 2% раствором уксусной кислоты.

Скоагулированные листы отжимаются от влаги на вальцах, а затем промываются и сушатся в специальном помещении, где они одновременно окуриваются дымом. После отмывки от копоти и сушки листы смокед-шита упаковываются в кипы для отправки.

Технология получения белого крепа в основном идентична описанной. Различие заключается в отсутствии операции копче­ ния, так как для консервации и отбелки к латексу до коагуляции добавляется бисульфит натрия (NaHS03).

По химическому составу натуральный каучук представляет собой цис-1,4-полимер изопрена. Изопрен имеет химическое строе­ ние, выражаемое следующей структурной формулой:

СН2 = С — СН = СН2.

I

сн3

Таким образом, молекула углеводорода натурального каучука не насыщена и является типичным олефином.

96

Многие недостатки натурального каучука объясняются его нестойкостью по отношению к действию кислорода. Окисление может превратить каучук в смолистую неэластичную массу. Процесс окисления НК, по Штаудингеру, протекает по уравнению

(СаН8)1000т 02-^2(CjH8)500O.

Как видно из этого уравнения, кислород разрывает длинную молекулярную цепочку полиизопрена на короткие звенья, что резко изменяет физические свойства материала.

Вкабельной промышленности натуральный каучук применяется

впроизводстве проводов и кабелей с резиновой изоляцией. Изо­ ляционные резиновые смеси в подавляющем большинстве случаев содержат в своем составе натуральный каучук. Введение его в со­ став этих смесей объясняется, с одной стороны, малой водопогло-

щаемостью, а с другой стороны, его эластичностью, прекрасными физико-механическими свойствами, высокими изоляционными ха­ рактеристиками (табл. 7-1).

Таблица 7-2

Электрические свойства вулканизатов электроизоляционного типа из различных каучуков

В настоящее время в кабельной промышленности Советского Союза применяются исключительно плантационные натуральные каучуки высших сортов.

Р и ф л е н ы й с м о к е д - ш и т , получаемый из планта­ ционной гевеи, по международной номенклатуре делится на шесть

следы плесени; б) РМА № 1 — стандартный сорт каучука высокого качества,

равномерно прокопченного, без пятен, пузырей и посторонних включений, допускаются лишь следы плесени.

В сортах каучука РМА № 2, 3, 4, 5 допускаются дефекты в виде плесени и засоренности.

Другая классификация делит натуральные каучуки на группы, исходя из их физико-механических свойств. В основу этой клас­ сификации положены два признака:

1)пластичность по Муни;

2)величина модуля упругости при 600% растяжении образца, вулканизованного в течение 40 мин при температуре 127° С.

Согласно данной классификации каучуки делятся на т р и г р у п п ы :

а) с величиной модуля упругости более 50 кГ/см2 и пластич­ ностью выше 87;

б) с величиной модуля упругости в пределах 30—50 кГ/см2 и пластичностью в пределах 73—87;

в) с величиной модуля упругости менее 30 кГ/см2 и пластич­ ностью менее 73.

К первой группе относятся жесткие, быстро вулканизующиеся каучуки, а к последней — мягкие каучуки, отличающиеся замед­ ленной вулканизацией.

Б е л ы й к р е п п е р в о г о с о р т а не должен иметь следующих дефектов:

1)налетов темного цвета (результат окисления каучука);

2)желтых полос (результат плохого перемешивания латекса, собранного с молодых деревьев);

3)белых или темных полос (результат плохого размешивания бисульфита);

4)зеленых пятен (наличие солей меди);

5)пятен сине-черного, оранжевого, кирпично-красного, фио­ летового или зеленоватого цвета (результат деятельности микро­ организмов);

6)полос маслянистого вида (минеральное смазочное масло);

7)песка, кусочков коры, обтирочной ветоши и т. п.;

8)листов крепа белоснежного цвета (результат перебелки бисульфитом).

Белый креп, применяемый в кабельной промышленности, должен быть ровного светло-кремового цвета и не иметь перечислен-

9&

ных выше дефектов. При хранении сырой каучук не должен ста­ новиться хрупким. Хрупкость служит признаком использования

3,50% для смокед-шита и 2,40—3,76% для белого крепа; 2) жирные кислоты (олеиновая, линоленовая, стеариновая) —

1,50—3,50% для смокед-шита и 2,20—3,45% для белого крепа (общее название этих примесей «вещества ацетонового экстракта); 3) минеральные соли (зола) — 0,15—0,85% для смокед-шита

и 0,16—0,85% для белого крепа; 4) вода — в пределах 0,0—0,9% для обоих сортов.

Из отечественных натуральных каучуков (табл. 7-3) в кабель­ ной промышленности опробовались каучуки, получаемые из кор­ ней растений тау-сагыз и гваюла (каучук в них находится в коа­ гулированном состоянии). Изоляционные смеси на основе таких каучуков имеют высокие электрические и механические свойства и по своему качеству могут быть сравнимы со смесями на основе каучука из гевеи.

Удельный вес натурального каучука колеблется в пределах 0,91—0,93.

Таблица 7-3

Характеристика отечественных каучуконосов

(по данным Института каучука и гуттаперчи)

Для определения механических свойств натурального каучука

По указанной рецептуре необходимо изготовить 800 г смеси на лабораторных смесительных вальцах (диаметром 150 мм, длиной 300 мм). Температура валков во время смешения должна быть в пределах 70—80° С. Время смешения составляет 18 мин. Порядок введения ингредиентов следующий: обработка смокедшита — 8 мин, на 9-й минуте — загрузка стеарина. Через 11 мин после начала смешения должны быть введены каптакс и окись цинка, через 14 мин — сера, через 16 мин зазор должен быть уменьшен до 1 мм (первоначальный зазор 2—3 мм). Изготовлен­ ная таким образом смесь вулканизуется в вулканизационном прессе. В оптимуме вулканизации (20—50 мин) смесь должна иметь следующие механические свойства:

Физико-механические свойства резиновых смесей на основе натурального каучука следующие:

В. Лучшие сажевые резины при дозировке газовой канальной сажи

30 весовых частей на 100 весовых частей НК при 20“ С

Плантационный натуральный каучук, освобожденный от со­ держащихся в нем протеинов (простейших белков) и солей, назы­ вается д е п р о т е и н и з и р о в а н ц ы м . Основные методы депротеинизации основаны на применении растворителей с после­ дующим осаждением каучука из раствора. Удаление протеинов

100