книги / Материалы кабельного производства

12-7. Капрой

Капрон получается или в результате поликонденсации <о-ами- нокапроновой кислоты, или путем полимеризации лактамов ами­ нокислот:

NH (СН2)5 СО -> • • • NH (СН2)5 CONH (СН2)6 СО—

Как почти все полиамиды, капрон растворяется в фенолах, му­ равьиной и уксусной кислотах.

Капроновое волокно нашло широкое применение в кабельной промышленности как заменитель натурального шелка. Изоляция из такого волокна механически прочна и химически стойка к дей­ ствию слабых кислот, щелочей, эфиров, органических раствори­ телей, кетонов и спиртов. Нагревостойкость капронового волокна выше, чем натурального шелка.

Электрические параметры капроновой изоляции значительно ухудшаются после пребывания ее во влажной атмосфере. Напри­ мер, у проводов марки ТКПР с капроновой изоляцией после 24-ча- сового пребывания в условиях 98% влажности сопротивление изо­ ляции, по сравнению с исходным, снижается в 1000 раз.

Капрон выгодно отличается от натурального шелка меньшей плотностью (капрон — 1,14 г!см3, натуральный шелк — 1,37 г!см3) и меньшей стоимостью.

Кабельное капроновое волокно метрического номера,200 внеД:, рено в производство обмоточных проводов, имеющих наружный диаметр более 0,20 мм. Оно состоит из 12 элементарных волокон; число круток — до 20 на 1 м. Волокно этого номера непригодно для обмоточных проводов меньшего диаметра (0,10—0,20 мм), так как дает более толстую, чем это предусмотрено техническими усло­ виями, изоляцию.

Для данных проводов было разработано капроновое волокно метрического номера 60, состоящее из 80 элементарных волокон, каждое метрического номера около 4800.

Новому волокну была присвоена марка КМН (капрон много­ филаментный, настильный). По данным проф. В. А. Привезенцева, это волокно имеет следующую техническую характеристику: сред­ няя разрывная длина — 31,3 км\ среднее относительное удлине­ ние — 30,7%; средняя крутка — 7,2.

Результаты сравнительных испытаний (по данным НИИКП) различных волокон приведены в табл. 12-13.

Испытание тонких проводов марки ПЭЛШКО, изолированных капроном марки КМН, показало их равноценность с проводами марки ПЭЛШО (диаметр 0,10—0,19 мм) с изоляцией из натураль­ ного шелка.

Термопластичность капроновой изоляции при повышенных тем­ пературах такая же, как и у эмальпроводов на синтетических лаках.

231

Таблица 12-13

Механические свойства капроновых волокон

Провода с капроновой изоляцией в ряде случаев заменяют про­ вода с изоляцией из натурального шелка (ПЭЛШКО, МГШДО,

ПКР-1, ПКР-2 и др.).

Наряду с капроном в последние годы получило применение волокно а н и д . По сравнению с капроном анид менее эластичен и морозостоек. Он имеет следующие основные свойства:

12-8. Нейлон

Нейлон — синтетический полимер, получаемый способом кон­ денсации диаминов и дикарбоновых кислот:

NH2(CH2)6NH2 + НООС(СН2)4СООН-> NH (CH2)e NHC(CH2)4C-------

Существует несколько типов указанных смол. Все они пред­ ставляют собой термопластики, обладающие определенной точкой плавления. В расплавленном состоянии они имеют консистенцию вязкой жидкости.

Нейлоновые смолы широко применяются в кабельной промыш­ ленности в качестве материала для изоляции и шланговых оболо­ чек. Нейлоновые оболочки экструдируются из расплава, чем ней­ лон резко отличается от классических термопластиков (полисти­ рола, производных целлюлозы и поливинила).

Повышение температуры вызывает кратковременное размягче­ ние нейлона, быстро переходящее в расплав, и поэтому наложение оболочки на токопроводящую жилу может производиться лишь при условии полного расплавления материала.

232

Существует несколько групп нейлоновых смол:

имеет очень узкие границы (1—2° С); у типа D эти границы раз­ двинуты до 5е С и у типа В — до 20° С. Поэтому для смол типа В можно применять нормальные литьевые машины, а для других типов — машины, у которых соотношение диаметра шнека к его длине должно быть 1 : 15.

12-9. Нитрон (орлон)

Данное волокно представляет собой полимер акрилонитрила. Мономер является продуктом реакции ацетилена и синильной кислоты:

СН=СН -f HCN -> СН2 = СН.

CN

Общая структурная формула полимера следующая:

(—СН2—СН—)„.

!

CN

Для получения описываемого волокна применяют водноэмуль­ сионный способ полимеризации при температуре 30—60° С.

Синтетические волокна по-разному воспринимают действие бен­ зина, бензола и горячего трансформаторного масла (100° С). Так, бензол и бензин при комнатной температуре (выдержка в течение 19 суток) оказывают незаметное влияние на механические свойства исследованных синтетических волокон, за исключением ацетатного и триацетатного шелка. Действие трансформаторного нагретого масла различно, что видно из табл. 12-14. Данные этой таблицы относятся к метрическому номеру 200.

Таблица 12-14

23 3

Действие бензола и бензина на ацетатный и триацетатный шелк аналогично действию на эти волокна горячего трансформаторного масла.

Сравнительные физико-механические показатели различных волокон до и после старения даны в табл. 12-14, 12-15 и 12-16; элек­

Нитрон обладает очень высокой светостойкостью.

Из сополимера акрилонитрила и винилхлорида выпускаются волокна д а й н е л и в и н ь о н Н .

tgS%

Рис. 12-4. Зависимость тангенса угла диэлектрических потерь от температуры для полиамида-68 при частоте 1 0 3 г ц .

Дайнел устойчив против действия микроорганизмов (в част­ ности — плесени). Испытание ткани из дайнела в тропических условиях (при температуре 31° С и 97% относительной влажности) показало, что полугодичное ее пребывание в почве, насыщенной активыми микроорганизмами, не вызвало никаких разрушений. В то же время в аналогичных условиях хлопчатобумажное по­ лотно разрушилось через десять суток.

2 3 4

Таблица 12-15

Разрывное усилие и удлинение волокон (в процентах к величинам в состоянии поставки) в зависимости от времени их пребывания при температуре 125° С

Разрывное усилие и удлинение волокон (в процентах к величинам в состоянии поставки) в зависимости от времени их пребывания при температуре 150° С

Т а б л и ц а 1 2 -1 8

Свойства волокна из полиакрилонитрила

Прочность волокна дайнел равна 6 г/денье, относительное удли­ нение— от 7,5 до 25%.

Пока еще указанные волокна очень дороги. Поэтому их по­ требление ограничено (невоспламеняющиеся ткани, химически стойкая спецодежда). Однако в ряде случаев они и сейчас перспек­ тивны для кабельной промышленности.

Синтетические волокна превосходят натуральный шелк по стойкости против истирания. Если число двойных ходов иглы, выдерживаемых при испытании натуральным шелком, равно 44, то анид и энант в этом отношении превосходят шелк в пять раз, лав­ сан — в три раза и капрон — вдвое.

237

12-10. Лавсан. Терилен

Лавсан и терилен принадлежит к классу полиэфирных волокон. Полиэфирные или алкидные смолы представляют собой продукты поликонденсации многоосновных органических кислот и много­ атомных спиртов. По своему строению полиэфиры могут быть л и - н е й н ы м и и п р о с т р а н с т в е н н ы м и (трехмерной структуры).

В последнее время получило широкое применение полиэфир­ ное волокно на основе терефталевой кислоты и этиленгликоля

(полиэтилентерефталат). Название отечественного полиэтилентерефталата — л а в с а н — произошло в результате сокращения наименования Лаборатории высокомолекулярных соединений АН СССР, где он был разработан.

Смола лавсан является продуктом взаимодействия диметилового эфира терефталевой кислоты и этиленгликоля. Ее макромо­ лекула относится к линейным полимерам.

В СССР в настоящее время организован широкий промышлен­ ный выпуск лавсана.

Полиэфирное волокно выпускается также в ряде стран. Т о р ­

Макромолекулы после холодной вытяжки расположены вдоль оси волокна. Температура плавления волокна составляет 250—265° С.

Терилен не изменяется при обработке его крепкими органиче­ скими и минеральными кислотами на холоду и разбавленными —

238

при нагреве. Он обладает большой стойкостью против действия серной, фосфорной и фтористоводородной кислот; волокно выдер­ живает действие кипящей 90% фосфорной кислоты в течение 1 мин. Терилен, кроме того, очень термостоек.

Сравнительная термостойкость волокон дана в табл. 12-19.

Старение при температуре 150° С в течение 1000 час понижает исходную прочность терилена лишь на 50%. Другие волокна при той же температуре теряют полностью свою крепость через 70— 336 час.

Полиэтилентерефталат нашел также применение и в виде пленок (например, м а й л а р).

Как полимер терилен на 65—75% кристалличен. Температура стеклования его 60—80° С. Диэлектрическая проницаемость равна 3—4; удельное объемное сопротивление (Qu) составляет 1014 — 1015 ом-см. Терилен устойчив против действия солнечного света. Как и нейлон, он хорошо сопротивляется истиранию.

Сравнительная характеристика различных волокон приведена в табл. 12-20.

Т а б л и ц а 12 -20

Сравнительные свойства различных волокон

239