книги / Материалы кабельного производства

азотистой кислоте (50, 70 и 95%), ацетону, ацетальдегиду, амил­ ацетату, анилину, сернокислому анилину, бензальдегиду, бензенсульфоновой кислоте, бензиловому спирту, бензолу, крезолам., камфарному, касторовому, костяному и кремнийорганическим маслам, креозоту, ксилолу, метилацетату, метилбромиду, метилхлориду, монохлорбензолу, сероуглероду, толуолу, трихлорэти­ лену, трикрезилфосфату, фурфуролу, хлорокиси фосфора, хлоро­ форму, циклогексанолу и циклогексанону, четыреххлористому углероду, этилендихлориду.

При температуре 60° С и выше полиэтилен набухает в расти­ тельных и минеральных маслах, дибутилфталате, диоктилфталате, диэтилфталате, керосине, скипидаре, триэтаноламине.

При высоких температурах соединения полярного характера (спирты, фенолы, амины, нигроеоединения, органические кислоты) вызывают образование тонкой сетки трещин на поверхности полиэтилена. Данное явление исчезает при прибавлении в смесь полиизобутилена (до 10%).

Смеси полиэтилена с полиизобутиленом носят название к а - б е л ь н о г о п о л и э т и л е н а .

Полиэтиленовая изоляция накладывается на токоведущую жилу в виде корделя, колпачков, пленки, шайб, спирали, полого трубчатого покрытия или сплошного цилиндрического.

Для наружных оболочек кабелей используется полиэтилен, пигментированный сажей (до 3%).

Полиэтилен применяется:

1)в радиочастотных кабелях марок РК, РКС, РКГ, РКПГ, РКВ, РД, РДГ как со сплошной изоляцией, так и полувоздушной;

2)в проводах полевой связи;

3)в силовых кабелях (взамен бумажной изоляции и защит­ ного покрытия);

4)в телефонных кабелях;

5)в судовых кабелях;

6)в авиационных проводах, кабельных заделках (при соеди­ нении отдельных концов кабелей) и т. п.

Кабельный полиэтилен, применяемый в качестве изоляции

(ВТУ МХП 2524-53), выпускается в виде гранул четырех цветов: серого, зеленого, желтого и светло-коричневого.

Свойства кабельного полиэтилена приведены в табл. 4-5.

Как видно из табл. 4-5, кабельный полиэтилен по сравнению с чистым полиэтиленом высокого давления (марки ПЭ-450 и ПЭ-500, ТУ МХП 4138-55) имеет худшие характеристики (см. табл. 4-2). Кроме того, кабельный полиэтилен, из-за наличия в нем полиизо­ бутилена, обладает повышенной способностью впитывать в себя ряд полярных пластификаторов (например, из ряда фосфатов и фталатов).

Низкомолекулярный полиэтилен применяется в качестве гер­ метизирующих компаундов.

Таблица 4-6

Сравнительная характеристика сплошного и пористого полиэтилена

* Дальнейшее уменьшение диэлектрической проницаемости достигается при­ менением баллонной изоляции (уменьшение по сравнению с пористой изоля­ цией на 17%).

применяется стеариновая кислота (30 : 100 весовых частей поли­ этилена). В более саженаполненные смеси (соотношение поли­ этилен — сажа 1 : 3,5) вводят перекись декумила (до 5 весовых частей).

Полупроводящий полиэтилен морозостоек до температуры —60° С и может выдерживать высокую температуру до 140° С, не теряя формы. Наложение материала производится на шприцмашине.

53

4-4. Полиэтиленовые пластикаты за рубежом

За границей выпускается ряд материалов на основе полиэтилена: алкатен, марлекс, хайрад, хайпалон, боронол.

Алкатен. Полимер этиле'а алкатен по внешнему виду пред­

ного веса. При температуре около 200° С логарифм вязкости приб­ лиженно пропорционален квадратному корню из значения моле­ кулярного веса.

Специальный прибор (рис. 4-14) типа э к с т р у з и о н н о г о п л а с т о м е т р а позволяет вычислить молекулярный вес поли­ мера. Рабочей частью прибора является экструдирующее сопло длиной 8,1 мм и диаметром 2,08 мм. Определение производится при 190° С при давлении 1,12 кГ/смг. Вес расплавленного поли­ мера (в граммах), выпрессованного через данное сопло в течение 10 мин, определяет и н д е к с р а с п л а в а (цифровой номер сорта). Таким образом, низкий индекс соответствует высокому молекулярному весу (по признаку высокого значения вяз­ кости).

54

Характеристика каждой марки алкатена дана в табл. 4-7. Вязкость определялась как log,, rj, где с — концентрация

в граммах на 100 см3 раствора, а

„ _______ 'Праствора

11—- •

‘Прастворителя

Кроме стандартных полимеров, указанных в табл. 4-7, в Англии той же фирмой выпускаются полимеры с низким молекулярным весом.

Таблица 4-7

Свойства алкатена

Средний молекулярный

туре 100—111° С. Показатель преломления для нерастянутого образца, имеющего плотность 0,92, составляет 1,51.

Механические свойства алкатена зависят от его молекулярного веса. С величиной молекулярного веса также тесно связана моро­ зостойкость алкатена, которая повышается по мере его увели­ чения.

Механические свойства алкатена даны в табл. 4-8.

Таблица 4 8

55

Электрические свойства алкатена не зависят от молекулярного веса и находятся в пределах значений, приведенных в табл. 4-2.

Все изложенное выше о химической стойкости полиэтилена как материала относится и к алкатену.

Алкатен -с низким молекулярным весом применяется для про­ мазки тканей, бумаги, нанесения защитных покрытий на метал­ лические части. Значения индекса текучести для такого алкатена находятся в пределах от 700 до 70 000.

Маркировка алкатена состоит из трех букв и следующего за ними двузначного числа, показывающего номер серии. Первая

Ниже приведены буквенные обозначения марок алкатена.• З н а ч е н и я п е р в о й б у к в ы ( п л о т н о с т ь ) :

З н а ч е н и я т р е т ь е й б у к в ы ( п р и м е н е н и е ) :

ного покрытия проволоки, применяется в кабельной промышлен­ ности.

Алкатен для кабельной промышленности выпускается различ­ ных цветов: белый, кремовый, желтый, оранжевый, красный, розовый, коричневый, зеленый, синий, фиолетовый, черный, серый.

Марлекс. К полиэтиленам низкого давления относится мар-

56

По химической стойкости марлекс-50 несколько лучше поли­ этилена НД.

Атмосферостойкость полиэтилена марлекс-50 достигается вве­ дением в него антиоксиданта и сажи.

Марлекс-50 отличается отсутствием хладотекучести и большей адгезией к металлу. Он устойчив против образования поверхност­ ных трещин. Еще более устойчивым в этом отношении является

Изолирование полиэтиленом марлекс-50 производится на том же оборудовании, что и полиэтилена марки ВД.

Хайра.о. Этот материал представляет собой облученный поли­ этилен. Полиэтиленовая изоляция, облученная большой дозой электронов, движущихся со скоростью более 0,9 скорости света, приобретает способность сохранять свои высокие показатели при температурах 150—200° С и более. В настоящее время провода и кабели с облученным полиэтиленом выпускаются в США и Анг­ лии в промышленном масштабе.

57

Известны две марки описываемого материала: хайрад-90 и хайрад-95 (последний — с пористым полиэтиленом).

Применение облученного пористого полиэтилена резко сни­

Хайрад рассчитан на рабочую температуру до 150° С, но может в течение 1—2 час выдержать температуру и до 300° С. Материал является химически стойким и разрушается лишь под действием кипящей смеси, состоящей из серной и азотной кислот.

Хайпалон (хлорсульфополиэтилен). Этот материал представляет собой полиэтилен высокого давления, обработанный хлором и серой. В хайпалоне хлор химически связан с основной углеводо­ родной цепью макромолекулы. В свою очередь, связанная с хло­ ром и кислородом сера находится в макромолекуле в виде хлори­ стого сульфонила (S 0 2C1).

Хлорсульфополиэтилен, в отличие от нормального полиэти­ лена, вулканизуется в присутствии окислов металлов, органиче­ ских ускорителей и кислот. Лучшими ускорителями вулкани­ зации являются каптакс и тетрон А. Свойства вулканизата хай­ палон приобретает благодаря образованию поперечных мостиков при посредстве хлористых и сернистых соединений.

Описываемый полимер обрабатывается на обычном оборудова­ нии резиноделательных цехов; он обладает хорошей емешивае-

58

мостыо с ингредиентами и другими каучуками. Натуральный каучук является для него хорошим мягчителем. Вулканизат отличается высокой озоно- и теплостойкостью. Озон не действует на него даже в однопроцентной концентрации. Вулканизаты обладают высокой морозо- и термостойкостью; например, после

Хайпалон устойчив против действия хромовой, азотной и сер­ ной кислот, перекиси водорода, растворов гипохлорита или дву­ окиси хлора. Он устойчив также по отношению к прямому солнеч­ ному свету в тропических условиях.

Хайпалон набухает в кетонах и эфирах, не растворим в спир­ тах и алифатических углеводородах, растворяется в ароматиче­ ских и хлорированных углеводородах. Он хорошо смешивается с натуральным и хлоропреновым каучуком, бутилкаучуком, образуя озоно- и химически стойкие смеси.

Хлорсульфополиэтилен дает вполне удовлетворительные пока­ затели по диэлектрическим потерям, электрической прочности и удельному объемному сопротивлению — как до, так и после увлажнения. Данный полимер — полярен, вследствие наличия в скелете макромолекулы хлора; поэтому диэлектрическая про­

Пр и м е ч а н и я . 1. Температура 20°С.

2.Состав смеси (в весовых частях): ХСПЭ — 100, канифоль — 2,5; ДФГ — 0,5; каптакс — 3,0; окись магния — 20.

Боронол. Этот материал представляет собой полиэтилен со спе­ циальным наполнителем в виде соединений бора (борной кислоты или карбида бора). Он обладает повышенной стойкостью против излучений высокой энергии.

59

ГЛАВА ПЯ ТАЯ

ПОЛИМЕРЫ ИЗОБУТИЛЕНА, ПРОПИЛЕНА, СТИРОЛА И ФТОРЭТИЛЕНА

5-1. Полиизобутилен

Полиизобутилен является полимером изобутилена, который легко полимеризуется в присутствии фтористого бора при низких температурах. Чем ниже температура полимеризации, тем выше его молекулярный вес (при —80° С молекулярный вес равен 70 000, а при —103° С составляет 200 000). Данный полимер не

§

е

имеет двойных и тройных связей и, таким образом, представляет собой насыщенный углеводород:

Изобутилен — это побочный продукт переработки нефти. Кроме того, он в больших количествах получается из природного газа. Низшие члены (димеры и тримеры) — прозрачные, свободно теку­ чие жидкости.

По мере увеличения молекулярного веса вязкость изобутилена повышается. При молекулярном весе 27 000 вязкая жидкость переходит в полутвердое вещество. Однако даже при молекуляр­ ном весе 80 000 данный каучукоподобный полимер обладает очень слабыми механическими свойствами, и лишь при молекулярном весе 150 000 их можно измерить обычными приборами.

Полимеризация изобутилена проводится в среде жидкого эти­ лена. Схема производства изображена на рис. 5-1.

6 0