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, il n'y a donc pas de fuite ou d'arc de surface causé par 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, qui est un matériau durable qui peut être utilisé dans un environnement difficile pendant une longue période.
1. Caractéristiques du caoutchouc de silicone
1.1 Caractéristiques chimiques du siloxane
1.1.1 Liaisons chimiques aux propriétés chimiques stables
La chaîne principale du caoutchouc silicone est constituée d'une chaîne siloxane (Si-O). Comme l'électronégativité de Si et O sur cette liaison est respectivement de 1,8 et 3,5, qui sont très différentes, la structure de polarisation telle que représentée sur 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, en raison des propriétés de la liaison ionique de la chaîne principale, les propriétés ioniques de la chaîne latérale méthyle CH sont affaiblies et il n'est pas facile d'être attaqué par d'autres molécules, sa stabilité chimique est donc bonne. ② Parce que Si ne forme pas de doubles et triples liaisons, il est difficile de former le point de départ de la décomposition de la chaîne principale (pour cette raison, la liaison Si-C est assez stable), ce qui conduit à la chaîne principale du caoutchouc de silicone est plus stable .
1.1.2 Polymère à haute flexibilité
Le siloxane a un grand angle de liaison (Si-O-Si) (130 degrés -160 degrés) et un degré de liberté plus élevé que le 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 se déplacent facilement (se déforment facilement) dans leur ensemble.
(3) Structure en spirale (FIG. 2 (omis))
En raison de la structure hélicoïdale du polysiloxane, la liaison siloxane sur la chaîne principale gravite vers l'intérieur en raison de la liaison ionique, et le latéral est le groupe méthyle avec une faible interaction de la chaîne latérale, de sorte que la gravitation intermoléculaire du polysiloxane devient plus petite.
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 pour l'isolation 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 du polymère organique. 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. En conséquence, ses propriétés ne changeront pas lorsqu'elles sont utilisées n'importe où sur la planète.
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1.2.2 Résistance à l'eau
Parce que la surface du polysiloxane est un groupe méthyle, il est donc hydrophobe et peut être utilisé pour l'étanchéité.
1.2.3 Propriétés électriques
Le nombre d'atomes de carbone dans la molécule de caoutchouc de silicone est inférieur à celui du polymère organique, de sorte que sa résistance à l'arc et sa résistance aux fuites sont très bonnes. De plus, même s'il est brûlé, il formera du silicium isolant, il possède donc une excellente isolation électrique.
1.2.4 Tolérance météo
1.2.5 Déformation permanente
Le caoutchouc de silicone présente de meilleures caractéristiques de déformation permanente (allongement permanent et déformation permanente en compression) à température ambiante/haute température que les polymères organiques.
2 Classification du caoutchouc de silicone
Selon les caractéristiques avant la vulcanisation, le caoutchouc de silicone peut être divisé en deux types solides et liquides, selon le mécanisme de vulcanisation peut être divisé en trois types de vulcanisation au peroxyde, de vulcanisation par réaction d'addition et de vulcanisation par réaction de condensation. La différence entre le caoutchouc de silicone solide et liquide est le poids moléculaire du polysiloxane. Le caoutchouc de silicone solide peut être vulcanisé en utilisant l'une ou l'autre des réactions de vulcanisation et d'addition au peroxyde, communément appelées caoutchouc vulcanisé à haute température (HTV) et caoutchouc vulcanisé à chaud (HCR) (voir Tableau 5, 6). Bien que le matériau en caoutchouc de silicone liquide vulcanisé par réaction d'addition puisse également être vulcanisé à température ambiante, il est appelé caoutchouc de silicone liquide (LSR), caoutchouc vulcanisé à basse température (LTV) et caoutchouc vulcanisé à température ambiante à deux composants (RTV) en raison du moulage différent. méthodes et température de vulcanisation. Dans la fabrication d'isolateurs polymères, le moulage par injection et le moulage par coulée sont couramment utilisés.
Caoutchouc de silicone de type réaction de condensation à composant unique (vulcanisation à l'air humide), peut être utilisé pour le mastic de construction et les produits électriques et électroniques, utile dans l'utilisation d'un revêtement de caoutchouc de silicone vulcanisé à dilution de solvant électrique à température ambiante, par pulvérisation comme matériau de protection pour la céramique isolants.
Caoutchouc de silicone pour isolants polymères
Selon l'utilisation du caoutchouc de silicone peut être divisé en plusieurs types.
3.1 Caoutchouc de silicone contenant de l'hydroxyde d'aluminium
Le caoutchouc de silicone avec une bonne résistance aux traces de fuite et à l'arc peut être obtenu en ajoutant une quantité élevée d'hydroxyde d'aluminium (ATH). Le caoutchouc de silicone rempli de 50 parties de masse d'hydroxyde d'aluminium a une résistance aux traces de fuite qualifiée 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 d'isolation en brouillard salin lourd. domaines. Cependant, en raison de l'ATH de remplissage élevé de ce caoutchouc de silicone, ses inconvénients sont une viscosité élevée (plasticité), une faible résistance mécanique, etc.
3.2 Caoutchouc de silicone sans hydroxyde d'aluminium
Dans des zones telles que l'intérieur de l'Europe où le brouillard salin n'est pas présent, le caoutchouc de silicone qui n'est pas rempli d'ATH peut être utilisé en raison de son faible niveau de pollution. Dans ce cas, en sélectionnant le caoutchouc de silicone approprié, le traitement de surface au noir de carbone blanc, l'ajout peut améliorer la résistance aux traces de fuite du composé pour améliorer son hydrophobicité, afin de répondre aux exigences de résistance aux traces de fuite à haute pression. Comparé au caoutchouc de silicone contenant de l'ATH, il a une viscosité plus faible, de meilleures propriétés mécaniques physiques et des propriétés électriques.
3.3 Accessoires de câble extérieur
Comme il s'agit d'un raccord de câble extérieur, il doit être résistant aux traces de fuite. Des matériaux à faible allongement permanent peuvent être obtenus en utilisant des polymères à densité réticulée ajustée pour une utilisation dans des produits qui se rétractent à température ambiante (retrait à basse température).
3.4 Pour les accessoires de câble d'intérieur
Parce qu'il s'agit d'un raccord de câble intérieur, la possibilité d'être affecté par le brouillard salin est faible, il n'est donc souvent pas nécessaire d'avoir les performances de résistance aux traces de fuite. Il est encore nécessaire d'avoir de faibles caractéristiques de déformation permanente lorsqu'il est utilisé pour le retrait à température ambiante (retrait à basse température).
3.5 Application du revêtement
Si la partie fortement polluée est pulvérisée avec un revêtement en caoutchouc de silicone, elle peut maintenir une bonne hydrophobicité pendant une longue période. Les isolateurs peuvent également être revêtus en fonction du niveau de pollution, de manière à atteindre l'objectif d'utilisation continue et de réduction des coûts. Il a été rapporté que l'hydrophobicité des isolants en caoutchouc de silicium peut être davantage maintenue s'ils sont revêtus. Il existe actuellement deux types d'isolateurs revêtus et d'isolateurs de type caoutchouc.
4 Remarques finales
Les matériaux de caoutchouc de silicone pour les isolateurs polymères sont décrits ci-dessus. À l'heure actuelle, divers instituts de recherche et fabricants mènent également en permanence des recherches et des tests. Si le test de durabilité peut prouver sa grande fiabilité, on peut prédire que l'application d'isolants en caoutchouc de silicone sera encore étendue.