Parmi les matériaux polymères pouvant remplacer la céramique et le verre, le caoutchouc de silicone connaît des réalisations pratiques depuis les années 1960 et se démarque parmi plusieurs polymères. Les isolateurs en caoutchouc de silicone ont plus d'avantages que les isolateurs en céramique. Tout d'abord, il est léger, facile à utiliser et sûr. De plus, les isolateurs en céramique souffrent souvent de cassures, qui peuvent être causées par un seul impact. Et les isolateurs en caoutchouc de silicone peuvent résister aux chocs mécaniques, comme lorsqu'un véhicule heurte un poteau téléphonique.
Bien que d'autres matériaux polymères présentent également les avantages décrits ci-dessus, seul le caoutchouc de silicone ne polluera pas trop l'environnement. Les isolateurs en polymère sont étanches, empêchant les fuites et les arcs de surface dus à la chute de gouttelettes d'eau. Les isolateurs en caoutchouc de silicone récupèrent la résistance à l'eau plus rapidement que les autres isolateurs en polymère, ce sont donc des matériaux durables qui peuvent être utilisés dans des environnements difficiles pendant une longue période.
1. Caractéristiques du caoutchouc de silicone
1.1 Caractéristiques chimiques du siloxane
1.1.1 Liaisons chimiquement stables
La chaîne principale du caoutchouc de silicone est composée de chaînes de siloxane (Si-O). Étant donné que l'électronégativité de Si et O sur cette liaison est de 1,8 et 3,5, respectivement, qui sont très différentes, la structure de polarisation illustrée à la Fig. 1 (omis) est formé, qui a la propriété de liaison ionique. Ainsi, l'énergie de liaison de Si-O est supérieure à celle de CC (voir tableau 1). De plus, ① en raison de la nature de la liaison ionique du squelette, les propriétés ioniques de la chaîne latérale méthyl CH sont affaiblies, ce qui n'est pas facile à attaquer par d'autres molécules, sa stabilité chimique est donc bonne ; ② Parce que Si ne formera pas de double liaison et de triple liaison, il est donc difficile de former le point de départ de la décomposition du squelette (pour cette raison, la liaison SI-C est assez stable), ce qui conduit au squelette du caoutchouc de silicone est plus stable.
1.1.2 Polymère à haute flexibilité
L'angle de liaison (Si-O-Si) du siloxane est plus grand (130 degrés -160 degrés) et son degré de liberté est supérieur à celui du polymère organique (CC, C : 110 degrés). La distance de liaison Si-O (1,64 A) est également supérieure à celle de CC (1,5 A). En d'autres termes, les molécules de polymère dans leur ensemble se déplacent facilement (se déforment facilement).
En raison de la structure hélicoïdale du polysiloxane, la liaison polysiloxane sur la chaîne principale est vers l'intérieur en raison de l'attraction de la liaison ionique, et l'extérieur est le groupe méthyle avec une faible interaction de la chaîne latérale, de sorte que l'attraction intermoléculaire du polysiloxane devient faible.
1.2 Caractéristiques du caoutchouc de silicone
Selon les caractéristiques chimiques décrites dans la section 1.1, le caoutchouc de silicone présente les caractéristiques suivantes, qui peuvent être utilisées dans des situations d'isolation à haute tension.
1.2.1 Résistance à la chaleur et au froid
En raison de l'énergie de liaison élevée et de la stabilité chimique du caoutchouc de silicone, sa résistance à la chaleur est meilleure que celle des polymères organiques. De plus, du fait de la faible interaction entre les molécules, la température de transition vitreuse est basse et la résistance au froid est bonne. Par conséquent, ses caractéristiques ne changeront pas lorsqu'il est utilisé dans n'importe quelle partie de la terre.
1.2.2 étanche
Parce que la surface du polysiloxane est un groupe méthyle, il est donc hydrophobe, il peut donc être utilisé pour l'étanchéité.
1.2.3 électrique
Le nombre d'atomes de carbone dans les molécules de caoutchouc de silicone est inférieur à celui des polymères organiques, de sorte que sa résistance à l'arc et sa résistance aux fuites sont très bonnes. De plus, même la combustion formera également du silicium isolant, son isolation électrique est donc excellente. ,
isolateur de tige png
1.2.4 Résistance aux intempéries
Étant donné que l'énergie de liaison du siloxane est supérieure à celle de la lumière ultraviolette, il est moins susceptible de provoquer un vieillissement dû à la lumière ultraviolette. Dans le test de vieillissement accéléré de la résistance à l'ozone, le polymère organique en quelques secondes à quelques heures sera dû au vieillissement et à la fissuration, et le caoutchouc de silicone même après 4 semaines de vieillissement n'a que légèrement diminué sa résistance et n'a pas produit de fissuration, c'est-à-dire son la résistance à l'ozone est bonne. Les pluies acides sont un mélange d'ions avec un PH d'environ 5,6, et la solution a été utilisée dans le test des pluies acides artificielles (500 fois). Le caoutchouc de silicone a une excellente résistance aux produits chimiques, bien que le caoutchouc de silicone sous les pluies acides et d'autres mélanges puisse également avoir des changements différents, mais je crains que l'effet ne soit pas important.
1.2.5 Déformation permanente
Les caractéristiques de déformation permanente (allongement permanent et déformation permanente en compression) du caoutchouc de silicone à température ambiante/haute température sont meilleures que celles des polymères organiques.
2 Classification du caoutchouc de silicone
Selon les caractéristiques du caoutchouc de silicone avant la vulcanisation peut être divisé en deux types solides et liquides, peut également être divisé en vulcanisation au peroxyde, vulcanisation par réaction d'addition et vulcanisation par réaction de condensation trois types selon le mécanisme de vulcanisation. La différence entre le caoutchouc de silicone solide et liquide réside dans le poids moléculaire du polysiloxane. Le caoutchouc de silicone solide peut être vulcanisé avec l'une ou l'autre des réactions de vulcanisation et d'addition au peroxyde et est communément appelé caoutchouc vulcanisé à haute température (HTV) et caoutchouc vulcanisé à chaud (HCR). Bien que les matériaux en caoutchouc de silicone liquide vulcanisés par réaction d'addition puissent également être vulcanisés à température ambiante, mais en raison de la méthode de moulage et de la température de vulcanisation est différente et appelée caoutchouc de silicone liquide (LSR), caoutchouc vulcanisé à basse température (LTV) et température ambiante à deux composants caoutchouc vulcanisé (RTV), etc. Dans la fabrication d'isolateurs polymères, le moulage par injection et le moulage par coulée sont généralement utilisés.
Caoutchouc de silicone de type réaction de condensation à un composant (vulcanisé à l'air humide), peut être utilisé pour le mastic de construction et les produits électriques et électroniques, dilution de solvant utile dans l'utilisation de l'énergie, revêtement en caoutchouc de silicone vulcanisé à température ambiante, par pulvérisation comme matériau de protection pour les isolateurs en céramique.
Caoutchouc de silicone pour isolants polymères
Le caoutchouc de silicone peut être divisé en plusieurs types selon son utilisation.
3.1 Caoutchouc de silicone contenant de l'hydroxyde d'aluminium
Le caoutchouc de silicone avec une bonne résistance aux fuites et à l'arc peut être obtenu en ajoutant une quantité élevée d'hydroxyde d'aluminium (ATH). Le caoutchouc de silicone rempli de 50 masses d'hydroxyde d'aluminium a une résistance qualifiée aux traces de fuite à haute tension (4,5 kV), et a une bonne résistance à l'arc, aux intempéries, au brouillard salin et aux pluies acides, peut être utilisé comme matériau isolant dans le domaine de gros brouillard salin. Cependant, comme ce caoutchouc de silicone est riche en ATH, ses inconvénients sont une viscosité élevée (plastique), une faible résistance mécanique, etc.
3.2 Caoutchouc de silicone sans hydroxyde d'aluminium
Dans des régions telles que l'Europe intérieure où il n'y a pas de brouillard salin, le caoutchouc de silicone sans ATH peut être utilisé en raison de son faible niveau de pollution. À cette occasion, en choisissant un caoutchouc de silicone approprié, un traitement de surface au noir de carbone blanc, l'ajout peut améliorer la trace de résistance aux fuites de l'agent composé pour améliorer son hydrophobicité, afin de répondre aux exigences de trace de résistance aux fuites à haute tension. Comparé au caoutchouc de silicone contenant de l'ATH, il a une viscosité plus faible, de meilleures propriétés physiques et mécaniques et des propriétés électriques.
3.3 Accessoires de câble extérieur
Parce qu'il s'agit d'un accessoire de câble extérieur, il doit avoir une résistance aux fuites. Des matériaux à faible allongement permanent peuvent être obtenus en utilisant des polymères à densité de réticulation ajustée pour des produits rétractables à température ambiante (retrait cryogénique).
3.4 Pour les accessoires de câble d'intérieur
Parce qu'il s'agit d'un raccord de câble pour une utilisation en intérieur, il est très peu probable qu'il soit affecté par le brouillard salin, il n'est donc souvent pas nécessaire d'avoir une résistance aux traces de fuite. Il est encore nécessaire d'avoir de faibles caractéristiques de déformation permanente lorsqu'un retrait à température ambiante (retrait cryogénique) est utilisé.
3.5 Applications de revêtement
S'il est pulvérisé sur la partie fortement polluée du revêtement en caoutchouc de silicone, il peut maintenir une bonne hydrophobicité pendant une longue période. L'isolant peut également être revêtu en fonction du niveau de pollution pour atteindre l'objectif d'utilisation continue et de réduction des coûts. Il a été rapporté que si des isolateurs en caoutchouc de silicone sont revêtus, l'hydrophobicité des isolateurs peut être davantage préservée. À l'heure actuelle, il existe deux types d'isolant revêtu et d'isolant en caoutchouc.