Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

книги / Материалы кабельного производства

..pdf
Скачиваний:
4
Добавлен:
12.11.2023
Размер:
15.41 Mб
Скачать

Мономер имеет следующее структурное строение

CF3—CF2—CF2—CF2—О—СО—СН = СН2

и является высокополярным соединением. Мономер получают из перфтормасляной и акриловой кислот. Полимеризацию произ­ водят в эмульсии.

Каучук поли-ФБА обрабатывается обычным способом, вулка­ низуется полифункциональными аминами. Усилителями служат сажа и-неорганические наполнители. Вулканизат стоек к дей­ ствию смазочных масел даже при температуре порядка 205° С, озоностоек и стоек против действия дымящей азотной кислоты.

Однако

морозостойкость его

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

низка.

новейших

синтетиче­

Д'75|

 

 

 

№ ° с

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Из

§

40

 

 

 

 

 

 

 

 

ских

каучуков

необходимо

^ *

 

■V

 

 

204°

 

 

отметить

следующие:

 

оа^ 0 5

 

 

 

 

 

 

 

^ <ъ

 

 

 

 

 

 

 

 

1) ф и л п р е н VP-25 —

| 3

70

к

 

'

 

 

 

 

 

 

2 49°

 

 

 

сополимер бутадиена

(75%)

5?о

35

 

1

1

1

и

2-метилвинилпир идина

<3 *

 

 

1 t

1

 

 

 

 

V3

V5

IV10

 

IV15

20

25

(25%);

отличается

морозо­

 

 

Продолжительность старенияt дни

стойкостью до —75°С;

 

Рис. 9-4. Теплостойкость перекисного вул-

2)

х а й к а р -4021 и а к р и-

 

 

канизата

каучука

кел-эф.

лон ЕА-5 —этилакрилатные полимеры; пригодны для кабелей, работающих в гидравлических

системах при высоких температурах, морозоустойчивость их

низка;

 

 

ВА-12 — сополимер бутилакрилата

(88%) и

3) а к р и л о н

акрилонитрила

(12%).

 

ВА-12 равна —54° С, он

Температура хрупкости акрилона

сохраняет устойчивость

при 205° С.

Испытания

на

старение

проводились при

205° С

в среде кремнийорганического эфира:

после

500 час

отмечено

снижение

прочности на разрыв с 22

до 12

кГ1см2

и

относительного удлинения при

разрыве с 530

до 450%.

 

 

 

 

 

 

Таким образом, акрилон ВА-12 устойчив против разрушаю­

щего

действия

кремнийорганических

жидкостей.

 

 

Отметим, что бутилкаучук, модифицированный карбоновой кислотой, и кел-эф неустойчивы против действия указанных жидкостей.

Втабл. 9-12 и на рис. 9-4 — 9-8 приведены данные о механи­ ческих свойствах различных каучуков и каучукоподобных поли­ меров после теплового старения.

Втабл. 9-13 приведены сравнительные данные о воздухопрони­

цаемости различных каучуков и каучукоподобных полимеров. За единицу взята воздухопроницаемость натурального каучука из гевеи при температуре 22,8° С. (Наполнитель композиций — печная сажа).

151

Удлинение при Прочность н а

разры ве,% разры в , к г /с м

210

 

 

 

 

 

§ 5

 

 

 

 

' 3

"

 

 

л»

С

ГС

 

 

 

 

 

Й ъ'140

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

&$

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

140

 

 

и. 1

 

I I

70

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

S - -

 

 

 

 

Г ч

но

 

 

г

 

Д8

 

Р

 

 

Г Г

 

Q §

о

5

70 SL

 

 

 

 

^

0

 

 

4

 

 

О

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

«а.

л

о

 

 

 

 

 

§

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

600 к

-

«О

-Л.

-

о» —■с

 

 

.3

►—

 

 

 

 

|о\о'

 

 

4 0 0 *

■м.

TF

2

 

 

1 | '

 

 

ч г5-

 

 

-~1

 

9»,

 

 

 

 

 

 

\

 

 

 

 

 

 

200 __ _

 

 

 

 

 

g &

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

§ ^

"

10

20

30

40

 

50

60

ч

■id

 

 

 

 

 

 

 

 

 

- L

 

10 2 0

 

 

 

60

 

 

 

 

3 0

4 0

50

 

Продолжит ельност ь ст арения,

 

 

 

 

 

10 2 0

30 4 0 50 60

Продолжит ельност ь ст арения,

 

 

 

 

сут ки

 

 

 

Продолжит ельност ь ст арения,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

с у т к и

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

су т ки

«М

Рис. 9-5. Влияние старения при 70°С на сопротивление разрыву и разрыв­ ное удлинение раз­ личных полимеров.

I - НК; 2

— GR S;

5 — неопрен;

4 — ни-

трильиый

каучук;

5—бутилкаучук; 6-~ хайпалои; 7 — полиФБА; б—полиакри­ лат; 9 — акрилон.

Продолжительность ст арения,

Продолжит ельност ь ст арения,

с у т ки

с у т к и

Продолжительность старения,

 

Продолжительность старения,

 

Продолжительность старения,

 

сутки

 

 

сут ки

 

 

сутки

 

 

f ^ 210

 

 

IV

 

 

 

 

 

 

 

S3?

 

 

 

 

 

 

Рис.

9-6.

Влияние

I

ч§,,4°.

 

 

§ 5

 

 

 

старения при

125'С

с>g

 

 

 

| |

 

9

 

на

сопротивление

А.ta

 

7

 

70,

 

с; sa.

70

 

 

 

разрыву

и разрыв­

§

 

0

 

 

ig-Ci.

О

к fO

 

ное

удлинение раз­

 

8

 

 

 

^ ^ 60 0

 

 

ё"<^ 600

 

 

личных полимеров.

If^oc

 

 

 

 

1 — НК;

2 — G RS;

 

 

§ <ч400

 

 

 

 

 

 

3 —

и и т р н л ь и ы й к а у ­

S; й

 

 

 

•i 5

 

9

 

ч у к ;

4 — н е о п р е н ;

з %200\

г

 

=t ч

*8

 

5 — х а й п а л о н ;

6 — б у -

-

ГГ

 

*

Ч

о 10 го 30

 

О 10 го

10

 

т и л к а у ч у к ; 7 — п о л и -

 

 

 

40 50 60

 

50 60

Ф Б А ; 8 — п о л и а к р и ­

 

 

30 40

л а т ;

9

— с и л а с т и к

 

 

Продолжительность старений,

 

 

 

_ ( к р е м н и ий о р ггаан и ч е -

 

 

 

Лрооолжительность старенищ с к „ а"

к атууччуукк )) ;; 1ю0 — а к -

 

 

сутки

 

 

 

сутки

 

 

р и л о и .

 

Cl

I S 140

 

 

If 140

 

Q. 13

70

_

1

§&

 

 

<

Л г

Q& 70'

 

 

0

 

0

 

 

 

 

 

 

и

600

 

 

C;_ .600

 

£ 5

 

 

 

1 £400

 

I c-400,

 

 

 

 

 

§ $200

 

7

1 H

 

? r>

 

 

 

 

 

I

z

г

 

 

 

1

 

П родолж ит ельност ь старения;

Продолжительность ст арения,

 

 

недели

 

 

недели

 

О

it \ я о s $

1^/40

сз 3:

§ 4 '

l S*l ; ca !!)

Cj. C3

/

6

?o\° .

5

/ г

Продолжительность стирения, недели

70

■1

 

 

О

 

 

Рис, 9-8. Влияние старения

$$600

 

 

ь$500,

 

 

 

при 200°С на сопротивление

% % 4 0 0

 

 

 

разрыву и разрывное удли­ | Щзоо-

2

 

>/

нение акрилона и силиконо­

§ §.200

 

вых каучуков.

<§ 5. юо

(

 

I — акрилон; 2 — силастик.

Vc о

1

 

г

 

 

 

Рис. 9-7. Влия­ ние старения при 150° С на сопротивление разрыву и раз­ рывное удлине-. ние различных полимеров.

/ —хайпалон;

2— бутилкаучук;

3— полиакрилат;

4 — поли-ФБА;

5 — силастик;

6 — акрилон.

Продолжит ельност ь ст ар ен и й , недели

Таблица 9-12

Свойства натурального и синтетических каучуков и каучукоподобных полимеров после старения (в процентах от исходных значений)

Наименование Время материалов старения

Температура старения, °С

Предел

прочности при растяж е­ нии, кГ /смг

Относительное удлинение при разрыве, %

Исходное значение

предел

относи­

прочно­

тельное

сти при

удлинение

растяже­

при

нии,

разрыве,

кГ/см2

%

Натуральный каучук

15 мин

150

19

65

225

650

(НК)

 

24

час

150

Разрушился

s

 

 

 

15 мин

200

»

 

 

Бутадиен-стироль-

24

час

150

22

23

245

690

ный

каучук

72

»

150

9

3

 

 

(низкотемпера-

15 мин

200

10

9

 

 

турный)

 

8 час

200

Разрушился

 

 

 

 

15 мин

250

10

2

 

 

Нитрнльный кау-

24 час

150

24

25

113

395

чук

 

72

»

150

28

4

 

 

 

 

15 мин

200

18

19

 

 

 

 

8

час

200

16

9

 

 

 

 

24

»

200

Разрушился

 

 

 

 

15 мин

350

12

1

 

 

 

 

4 час

250

Разрушился

 

 

Полихлоропреновый

24 час

150

5

9

138

540

каучук

 

72

»

150

Разрушился

 

 

(неопрен WRT)

15 мин

200

Пузыри

 

 

 

 

15

»

250

Разрушился

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Бутилкаучук

15 мин

200

18

56

99

288

 

 

8 час

200

Разрушился

 

 

 

 

15 мин

250

»

 

 

Поли-ФБА

 

15 мин

200

33

17

77

286

 

 

8

час

200

27

21

 

 

 

 

24

»

200

27

17

 

 

 

 

48

»

200

Разрушился

 

 

 

 

15 мин

250

»

 

 

 

Полиакрилат

15 мин

200

24

40

90

185

(хайкар-4021)

8

час

200

24

14

 

 

 

 

48

»

200

12

14

 

 

 

 

15 мин

250

20

8

 

 

 

 

4 час

250

Разрушился

 

 

 

Хайпалон

 

15 мин

200

29

34

154

366

 

 

8

час

200

14

14

 

 

 

 

24

»

200

Разрушился

 

 

 

 

15 мин

250

»

 

 

Акрилон ВА-12

15 мин

250

18

22

93

460

 

 

4

час

250

8

4

 

 

155

 

 

 

 

 

Воздухопроницаемость вулкаиизатов

Таблица 9-ТЗ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Температура, в °С

 

Наименование полимеров

22,8

80,0

121,1

176,7

 

 

 

 

 

 

 

 

Натуральный

каучук из

гевеи

1,00

9,00

14,50

42,25

Бутадиент-стирольный

каучук

 

 

 

 

высокотемпературной

по­

0,51

6,00

9,60

31,43

лимеризации

........................

 

 

 

Бутилкаучук

............................

 

 

 

 

0,04

0,65—0,94

2,65—3,67

11,43—

Неопрен WRT

 

 

 

 

0,20

2,00

5,31

12,45

........................

 

 

 

15,00

Хайпалон S - 2 .............................

 

 

(сополи­

1,47

1,50

4,70

12,65

Нитрильный

каучук

 

 

 

 

мер

бутадиена

и

нитрила

0,27

 

 

 

акриловой

кислоты)

 

. . . .

1,63

4,50

13,50

Акрилон ЕА-5 (сополимер

 

 

 

 

этилакрилата

и

акрилонит­

0,33

3,06

7,55

20,82

рила) .........................................

 

(полимер

 

фторо-

Фторкаучук

 

3,06

20,00

50,00

100,00

прена)

.....................................

 

 

 

каучук

Полиуретановый

марки

0,10

2,00

6.33

14,50

(теплостойкий

L-2)

Кремнийорганический

каучук

23,47

71,43

 

140,82

общего

назначения

. . . .

 

Вайтон-эй

(Viton

А),

 

масло­

 

 

 

 

стойкий

сополимер

винили-

 

 

 

 

денфторида

и

гексафторпро-

 

 

 

 

пилена, для рабочих темпера­

 

1,80

7,35

30,00

тур

выше 200° С

................

 

 

 

Кел-эф

(политрифтормоно-

1,63

7,00

30,94

хлорэтилен)

.............................

 

 

 

 

9-4. Латексы

Латексы представляют собой взвесь мельчайших частичек каучука в водной эмульсии. Применение латекса в кабельной промышленности дает возможность создания проводов с тонкостен­ ной изоляцией (до 100 мк).

Латексы, применяемые в промышленности, делятся на две группы: н а т у р а л ь н ы е и с и н т е т и ч е с к и е .

К натуральным латексам относятся:

а)

р е в е р т е к с

(латекс, полученный из гевеи и подвергну­

тый очистке);

(вулканизированный ревертекс).

б)

р е в у л т е к с

Натуральные латексы не нашли применения в отечественной кабельной промышленности. Синтетические латексы, производ­ ство которых освоено в СССР, применяются на ряде кабельных заводов для изготовления проводов с тонкостенной изоляцией.

При синтезе латексов имеется широкая возможность варьиро­ вать не только природу мономера, состав эмульгаторов и иных веществ, входящих в латекс, но и сам технологический процесс.

156

Латексы могут быть получены из полихлоропрена (наирит), полибутадиена (каучук марки СКВ) и сополимера бутадиена и стирола (каучук CKQ. В состав латекса всегда вводится антио­ ксидант (суспензия неозона Д) и вулканизующий агент (тетраметилтиурамдисульфид, цимат и окись цинка).

Содержание сухого остатка в латексах составляет 40—45%. Латексы на основе наирита не дали устойчивых положительных результатов в качестве изоляционных покрытий и могут быть в основном применены для защитных покрытий (табл. 9-14).

Латексы на основе СКС-30 и СКС-50 дали вполне удовлетвори­ тельные результаты лишь после обработки их путем диализа или электродиализа (табл. 9-14).

Введение указанного дополнительного технологического про­ цесса представляло определенные неудобства для кабельного производства. Поэтому из латекса были исключены эмульга­ торы — мыла, и для повышения стойкости эмульсии добавлялась тонкодисперсная кремневая кислота (белая сажа). Кроме того, полимеризация велась с расчетом образования во время процесса соединений, содержащих группы — S 03 и др. Эти соединения как поверхностно-активные стабилизируют латекс.

Второй путь — в качестве заменителей эмульгаторов — мыл в латексе были введены эмульгаторы, разлагающиеся при сушке

ивулканизации и дающие гидрофобные жирные кислоты. Такой, например, является аммонийная соль синтетических

жирных кислот, которая может быть получена в начальной ста­ дии полимеризации.

Свойства пленок латекса без эмульгатора и с разлагающимися эмульгаторами приведены в табл. 9-15.

Как видно из таблицы, пленки имеют вполне удовлетворитель­ ные электрические характеристики.

Для предотвращения коагуляции латекса, в него вводились такие вещества, как ОП-7 и ОП-Ю (продукты конденсации алкилфенолов с окисью этилена), вида:

V e H 3—О—(СН2—СН2—0)„—СН2СН2ОН R /

или

R - C 6H4- 0 - ( C H 2- C H 2- 0 ) II- C H 2- C H 20H

где R — алкильный радикал с 9—10 атомами углерода, а п = = 9ч-10 для ОП-Ю и 6—7 для ОП-7.

Однако работы С. Т. Барсамяна и М. М. Маркосяна показали, что отечественный полихлоропреновый латекс может служить в качестве исходного сйфья для изготовления маслостойких про­ водов с тонкослойной изоляцией. Величина частиц хлоропренового каучука, являющихся составной частью латекса, близка к 0,15 лис. Частицы его имеют отрицательный заряд.

157

Таблица 9-14

Пленки из. днализованных латексов

 

Толщина

tg 6 после выдержки в воде, час

 

Qy (ом-см)

после выдержки в воде,

час.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Марка латекса

пленки,

Исходное

24

192

500

Исходное

’ 24

192

500

 

см

значение (0)

значение (0)

с к с -з о ........................

0,113-0,149

4-10'3

4-10'8—

7,5-Ю '8—

5-Ю '8-

4,6-10'»—

8,6-10*»—

1,4-10**-

2-10“ -

 

 

 

4,7-Ю '3

8-10'8

8-10'3

8,6-10*»

2-10“

4-10“

4-10“

СКС-50..........................

 

3,5-10'*~

5,2-Ю"3

3-10'8

2-10~*

8,1-10*»-

1,7-10*»-

___

1,2-10“

 

 

5.4-10'3

 

 

 

5-10“

1-10“

 

 

Ревертекс ..................

0,043

3,5-10"*

4,5-10'*

9-10'8

М О '*

8,5-10*»

1,2-10“

4,2-10“

2-10**

Наирит ......................

 

> 0 ,1

5,6-10»

___

Ревультекс (неднали-

 

6,7-10'*

4,4-10*»

0,038

3,3-10'*

3 часа

 

 

4,5-10“

3 часа

24 часа

зо в а н н ы й )...............

 

 

5,8-10'*

 

 

 

2,3-10“

2,6*10»

 

Пленки из безэмульгаторного латекса и латекса с разлагающимся эмульгатором

 

 

 

Толщина

tg 6 после выдержки в воде,

час

Qy (ом-см)

после выдержки в воде,

час

 

Марка латекса

 

 

 

 

 

 

 

 

 

пленки,

Исходное

24

192

500

Исходное

24

192

500

 

 

 

слс

значение (0)

значение (0)

СКС

(без

эмульгатора)

0,063

5 .5 -10~3

1 ,5 -Ю '1

_

_

3,8-10“

1,4-10“

6,7-10*

 

СКС

разлагающимся

 

 

 

 

 

 

 

 

 

эмульгатором) . . ♦ • •

0,073

1,3-10'*

1,1-10'*

9 -1 0 '3

1-10'*

4-10**

6-10“

6-10“

4-10“

Характеристика отдельных марок наирйтовбто латекса дана в табл. 9-16.

Кабельными заводами выпускается ряд проводов с латексной изоляцией (марки ТКПВ, ТКП и др.).

Таблица 9-16

Наиритовые латексы

Марка

латек­

са

до пребы­

 

вания

 

в воде

л-з

0,18-0.30

Л-4

0,21—0,40

Л -7

0,07—0,23

tg 6

после

пребыва­ ния в воде

втечение 24 час

1,1 и более

1,1 и более

1,1 и более

QV>ом см

Электрическая

 

прочность, кв/мм

 

 

после

 

после

в

до пребыва­

пребывания

до пребы­

пребыва­

 

ния в воде

в воде

вания

ния в воде

 

в течение

в воде

в течение

 

 

 

 

24 час

 

24 час

 

2,5* Ю11—4-Ю10

1-1010—4-10*

17—21

8 -10

3,2

2.51011—4-1010

1.2-1010—910»

18,5—26

9—12

3,2

4-Ю11—8-10»

8-10»—1,5-10"

18—23

9—12

3,2

Ч А С Т Ь Ч Е Т В Е Р Т А Я

ИНГРЕДИЕНТЫ ДЛЯ СМЕСЕЙ НА ОСНОВЕ КАУЧУКОВ, КАУЧУКОПОДОБНЫХ МАТЕРИАЛОВ И ПЛАСТМАСС

ГЛАВА ДЕСЯТАЯ

МИНЕРАЛЬНЫЕ И ОРГАНИЧЕСКИЕ ИНГРЕДИЕНТЫ

10-1. Каолины (ГОСТ 6138-52)

Каолины представляют собой продукт разложения полево­ шпатовых пород. Поэтому в необогащенном каолине содержится значительное количество механических включений: кварца, слюды,

шпата. Основой каолина является к а о л и н и т

A l20 3-2 S i0 ,x

X 2Н20.

 

о т м у ч и ­

Обогащение каолина производят или м е т о д о м

в а я и я, или м е т о д о м о т в е и в а н и я

на

воздушном

сепараторе. Посредством отвеивания можно отобрать наиболее тонкую фракцию.

Оптимальное количество вводимого каолина для резиновых смесей на основе синтетического каучука составляет 30 объемов на 100 объемов каучука.

Каолин служит усиливающим ингредиентом, но зависимость степени усиления от размера частиц выражена у него значительно

меньше, чем

у сажи.

 

 

 

 

Усиливающее действие каолина (как и каждого ингредиента)

объясняется

его

высокой

дисперсностью.

С т е п е н ь

д и с ­

п е р с н о с т и

материала

может

быть

выражена через его

у д е л ь н у ю

п о в е р х н о с т ь ,

т. е.

суммарную

поверх­

ность всех частиц, составляющих определенный вес или объем данного материала. Кроме того, степень дисперсности можно уста­ новить по среднему диаметру частиц (в ангстремах или милли­ микронах) или путем определения удельного числа частиц, т. е. количества частиц, содержащихся в единице веса или объема. С уменьшением диаметра частицы увеличивается удельная по­ верхность наполнителя, что приводит к возрастанию поверхност­

но

Соседние файлы в папке книги