книги / Материалы кабельного производства

31

стабильности проволоки во время эксплуатации ее подвергают искусственному старению (путем отжига при 400° С в течение часа в вакууме или инертном газе).

Реостатные сплавы должны работать при высокой температуре и быть дешевыми, так как реостаты являются приборами массо­

Характеристики константана: удельное сопротивление равно 0,5 ом-ммУм, температурный коэффициент близок к нулю.

Недостатком константана является его большая э. д. с. в кон­ такте с медью, равная 39 мкв/град. Рабочая температура этого сплава — до 500° С (ГОСТ 5307-50).

Для* нагревательных приборов применяют сплавы, известные под названием н и х р о м о в .

Указанные сплавы состоят из никеля, хрома и железа в трехили двухкомпонентном составе. Они делятся на три группы:

а) хромо-никелевые сплавы (температура плавления от 1350

симальную рабочую температуру 1000—1150° С. Удельное объем­

Качество нихромов должно отвечать требованиям ГОСТ 2238-58 (проволока) и ГОСТ 2615-54 (лента).

Нихромовая проволока для нагревательных элементов обозна­ чается буквой «Н», для сопротивлений — «С».

Марки нихромов: Х15Н60, Х20Н80, Х20Н80Т. *

3-8. Припои

По своей прочности и температуре плавления припои разде­ ляются на мягкие и твердые.

М я г к и е , или л е г к о п л а в к и е , п р и п о и имеют температуру плавления до 300° С, с пределом прочности при рас­

850° С, с пределом прочности на разрыв 30—50 кГ/мм2.

Процесс пайки основан на взаимной диффузии металлов, т. е. на взаимном их проникновении. Припой и металл, подлежащий пайке, должны быть близки по температурному коэффициенту

X — хром; Н — никель; Т — титан.

32

электропроводность шва не должна значительно отличаться от

183° С она начнет плавиться. Конец плавления сплава наступает при температуре 275° С. В интервале от 183 до 275° С сплав будет

т е к т и ч е с к о г о состава. Эти припои достаточно пластичны и наиболее жидкотекучи. Кроме того, припои эвтектического состава обладают самой низкой температурой плавления.

Припои для пайки свинца, содержащие 30—35% олова, назы­ ваются т р е т н и к о м .

К твердым припоям для пайки меди относятся серебряно­

и висмута во избежание возможной межкристаллической корро­ зии. Для повышения стабильности в припой следует добавить доли процента магния.

3-9. Бронелента. Бронепроволока

Б р о н е л е н т а , накладываемая на кабель, служит верхним покровом, надежно защищающим свинцовую, резиновую или пластмассовую оболочку от механических повреждений во время эксплуатации кабеля. Для этой цели применяется обычная броня из низкоуглеродистой стали толщиной 0,3; 0,5; 0,8; 1,0 мм.

В ряде случаев для защиты кабелей связи от электромагнит­ ных помех линий электропередач используют алюминиевую обо­

Исследования Союзного института прецизионных сплавов по­ казали, что оптимальные магнитные свойства бронеленты из спе­ циальных сплавов имеют место при толщине ленты 0,5 мм и ши­ рине 40 мм. Лучшей, на основании исследований НИИКЛ, нужно считать броню из стали марки ХТБ (сплав железа с кремнием). При применении стали марок ХТБ или Ю (сплав железа с алюми-

34

нием) величина тока в оболочке кабеля в четыре-шесть раз умень­ шается по сравнению с обычной бронелентой.

Бронелента для кабелей в тропическом исполнении выполнена из низкоуглеродистой стали и оцинкована. Качество данной ленты нормировано техническими требованиями НИИКП от 6 апреля 1957 г. и «Общетехническими условиями на изготовление машин, приборов и оборудования, поставляемых в страны с тропиче­ ским климатом» (Стандартгиз, 1959 г.).

В ряде случаев бронелента предварительно (по оцинковке) покрывается битумным составом.

Стальная проволока, применяемая для бронирования кабелей, покрыта защитным слоем цинка. Слой цинка должен покрывать поверхность проволоки равномерно, прочно и без пропусков.

Б р о н е п р о в о л о к а в своем сечении может быть круглой или фигурной.

Номинальные размеры круглой проволоки: от 0,3 до 8,0 мм. Фигурная (фасонная) проволока маркируется по номинальной

площади поперечного сечения (от 0,077 до 50,3 мм2).

Главные требования, предъявляемые к бронепроволоке: высо­ кие механическая прочность и относительное удлинение при раз­ рыве.

Значения механической прочности круглой бронепроволоки в зависимости от ее диаметра колеблются в пределах от 35 до 50 кГ/мм2, фасонной — от 32 до 50 кГ/мм2. Относительное удли­ нение должно быть не менее ё%.

Бронепроволока принимает на себя все растягивающие усилия кабеля, одновременно защищая его от механических поврежде­ ний. Предписываемое стандартом относительное удлинение дает возможность равномерно распределить напряжение между всеми проволоками.

В ряде случаев внешней металлической защитой кабелей служит о п л е т к а из стальной проволоки. Механическую прочность кабеля можно увеличить путем введения стальной про­ волоки в конструкцию токопроводящей жилы (например, провода полевой связи, кабели-тросы).

3*

ЧАСТЬ ВТОРАЯ

СИНТЕТИЧЕСКИЕ (ПОЛИМЕРНЫЕ) СМОЛЫ И ПЛАСТМАССЫ

ГЛАВА ЧЕТВЕРТАЯ

ПОЛИМЕРЫ ЭТИЛЕНА

4-1. Общие свойства полимеров

Высокомолекулярные соединения (полимеры) состоят из мо­ лекул-гигантов. Молекулярный вес таких молекул может достиг­ нуть сотен тысяч, а длина — тысяч ангстрем (для сравнения ука­

жем, что длина молекулы парафина равна 19 к). По своему строе­ нию полимеры представляют собой длинную цепочку, образован­ ную повторяющимися элементарными звеньями, химически свя­ занными между собой.

На свойства полимеров весьма сильно влияет расположение отдельных звеньев. Если звенья вытянуты в неразветвленную

молекуле могут быть участки как с аморфным, так и с кристал­ лическим строением. Полимеры данной группы (НК, синтети­ ческое и натуральное волокно, поливинилхлорид, полиэтилен, синтетические каучуки) обладают эластичностью, растворимостью и высокими механическими свойствами.

Отличительным признаком в т о р о г о в и д а м о л е к у ­

больших боковых разветвлений при сравнительно короткой цепи возникает хрупкость. Растворимость материалов, состоящих из таких макромолекул, плохая; они, скорее, набухают, чем раство­ ряются. Примером подобной структуры может служить бакелит в стадии « В » .

Т р е т и й в и д м о л е к у л я р н о й с т р у к т у р ы — « с ши т ы е» макромолекулы.Схематически эта структура пред­ ставляет собой ряд параллельных цепей, сшитых поперечными звеньями, напоминая по виду сетку. Поэтому она называется

3 6

с е т ч а т о й или т р е х м е р н о й . Подобную структуру имеет ряд материалов, например вулканизованный каучук, бакелит в ста­ дии «С». В зависимости от длины цепи, числа отдельных цепей, как бы прошитых боковыми звеньями, механические свойства таких соединений могут в значительной мере изменяться. Однако, как правило, эти соединения обладают большой механической прочностью и нерастворимостью.

Полимерные соединения могут быть получены двумя основ­ ными способами:

1)полимеризацией;

2)поликонденсацией.

Как полимеризация, так и поликонденсация представляют собой химический процесс образования из многих небольших молекул мономера большой молекулы полимера. Основное отли­ чие полимеризации от поликонденсации заключается в том, что в первом случае во время реакции уплотнения не происходит выделения каких-либо побочных продуктов и по элементарному составу звено полимера аналогично мономеру. Так, например, из п молекул винилхлорида (мономер) образуется молекула поли­ винилхлорида (полимер):

п (СН2 = СНС1) -> ( — СН2 — СНС1 — )п.

Если в процессе полимеризации одновременно участвуют два или большее число мономеров различного типа, процесс называют

мерной молекулы сопровождается выделением побочных продук­ тов (воды, спирта и т. п.). В этом случае реакция образования высокомолекулярного полимера протекает весьма длительно. По элементарному составу звено полимера не совпадает с моно­ мером.

к основной цепи полимера присоединяют боковую цепь моно­ мера, способного образовать, в свою очередь, полимерную це­ почку. В результате данной реакции образуется полимер с новыми свойствами. «Прививку» можно делать как к синтетическим, так

ик естественным полимерам. Например, к целлюлозному поли­ меру (хлопковое волокно) можно привить мономер акрилонитрила

иполучить несминаемую ткань.

37

которых преобладает аморфная структура. Однако аморфная структура полимера придает материалу эластические свойства. Наоборот, чем более кристалличен полимер, тем он более хрупок и менее устойчив в отношении сопротивления удару.

Полимеры с плотной упаковкой называют и з о т а к т и ч е ­

температуре 85° С, а изотактический полистирол — при 225° С. Линейные полимеры обладают особым видом упругой дефор­

мации — в ы с о к о э л а с т и ч е с к о й , отличающейся от Гу­ ковской упругой деформации тем, что расстояния между элемен­ тарными частицами не изменяются. Вместе с тем, резко различны и показатели, характеризующие упругую деформацию по закону Гука и упругую высокоэластическую деформацию. Например, упругая деформация стали приблизительно равна 0,1 %, каучука — около 1003%. Однако модуль упругости стали (20 003 кГ/ммг) больше модуля упругости, каучука в 10s—10s раз.

Высокоэластическая деформация наблюдается в определен­ ном температурном интервале: нижний предел — температура стеклования, верхний предел — переходе пластическое состояние.

Исходным сырьем для получения полимеров служат нефть, уголь, сланец, природные и промышленные газы, отходы целлю­ лозы и т. д.

ния 103,8° С. Удельный вес 0,570 (при температуре кипения). Этилен является продуктом пиролиза и крекинга нефти.

Он очень инертен, несмотря на наличие двойной связи, вследствие отсутствия дипольных групп и симметричного строения.

При производстве полиэтилена до последнего времени приме­ няли высокое давление. Молекулярный вес получаемых полиме­ ров различен и зависит от давления в реакторе.

Твердый материал с молекулярным весом 15 000—35 000 полу­ чают при давлении в реакторе 1203—2500 ати.

Полиэтилен, полученный в условиях высокого давления и вы­

ны м и с п о с о б а м и :

1)полимеризацией этилена под большим давлением (1500— 2500 ати) при высоких температурах (190—250° С) в присутствии инициатора — кислорода (до 0,1%);

39

2) полимеризацией под давлением 1—10 ати и температуре до 60° С в присутствии катализатора — комплексных соединений, образующихся при взаимодействии триэтилалюминия и четырех­ хлористого титана, в среде алифатических или ароматических углеводородов (например, дизельного масла). Процесс ведут при непрерывном перемешивании. В дизельном масле растворяют катализатор и через эту среду пропускают этилен. Образовав­ шаяся суспензия полиэтилена промывается безводным спиртом для разложения катализатора и очистки от него. Многократная промывка дает полиэтилен с содержанием золы примерно 0,01%. Полиэтилен, полученный при давлении 1 ати, почти не имеет от­ ветвлений. Молекулярный вес данного полиэтилена 30 000— 350 000 ( с п о с о б Ц и г л е р а ) ;

3) полимеризацией под давлением 35 ати и температуре 135— 190° С в присутствии катализатора — окиси хрома, нанесенной на носитель, состоящий из S i02 и А20 3, в среде пентана или ок­ тана. Получаемый полимер имеет средний молекулярный вес 5000—30 000, среднюю плотность 0,952; его температура плавле­ ния 113—127° С. Он обладает высокой механической прочностью и морозоустойчивостью ( с п о с о б Ф и л и п п е а).

Для технических целей наиболее пригоден полиэтилен с моле­

(первый — низкомолекулярный, второй — высокомолекулярный). При получении полиэтилена высокого давления полимериза­ ция производится в аппаратуре из нержавеющей стали, причем

она ведется без растворителей.

Сырье для полимеризации — этилен — должно быть тщательно очищено от примесей. Общее содержание в нем примесей не должно превышать 2%, причем ацетилена должно быть не более 0,1%.

40