Этиленпропиленовый каучук (ЭПК).
Кабельная промышленность является одним из основных потребителей этиленпропиленовых каучуков (ЭПК). Эти каучуки наиболее дешевы, обладают уменьшенной тепло свето погодо- озоно-стойкостью, высокими диэлектрическими свойствами, имеют наименьшую плотность.
Кабельные фирмы на основе ЭПК изготовляют изоляционные и проводящие резины.
С изоляцией из ЭПК выпускают низковольтные (силовые, судовые, шахтные, шланговые) кабели, кабели на среднее напряжение (6-35 кВ) и высоковольтное напряжение до 220 кВ.
Для кабельной промышленности в России выпускаются специальные диэлектрические каучуки СКЭП-240Д и СКЭП- 40Д, которые имеют нормированное содержание водорастворимых солей и характеризуются меньшим содержанием золы. Технологические свойства ЭПК зависят от средней молекулярной массы, ее распределения и химического состава.
Обычно применяют каучуки с вязкостью по Муни30-40.Изготовление смесей происходит в резиносмесителе при температуре 70-90 * в начале смешения и 120-130 * С при выгрузке смеси. Для улучшения шприцуемости в качестве мягчителя вводят легкие минеральные масла
Вулканизация этиленпропиленовых каучуков осуществляется пероксидами дикумила и дитретического бутила. Каучуки, содержащие диеновый мономер, вулканизируют с помощью систем из серы и органических ускорителей.
В отечественной кабельной промышленности применяется пероксид бис-трет-бутилпероксидиизопропилбензола, который не придает резкого запаха вулканизатам, обеспечивает их высокие электроизоляционные свойства, хороший баланс между технологическими свойствами и степенью вулканизации резин. высокую теплостойкость и легкость, совулканизацию с другими полимерами, в том числе пластиками. Образование трехмерной сетки протекает за счет отрыва радикалами, образующимися в результате распада пероксида, атома водорода от молекулы насыщенного полимера и возникновения в связи с этим свободных радикалов у третичного атома углеродной цепи. Введение в резиновую смесь дополнительно серы, тиурама или других органических ускорителей способствует улучшению свойств вулканизата. Оксид цинка повышает сопротивление резин тепловому старению. Соагенты вулканизации бифункционального действия кремнийорганической природы увеличивают плотность сшивки, увеличивают взаимодействие между каучуком и наполнителем, а также гидрофофобизируют последней, в результате чего резины становятся влагостойкими, а следовательно, сохраняют высокие электроизоляционные свойства в процессе увлажнения. Термостойкость резин увеличивают органоксилоксаны и силозаны.
Высокие электрические параметры резин на основе ЭПК, правильно подобранные рецептуры позволили создать кабели высокого напряжения повышенной теплостойкости (с допустимой температурой изоляции 90*С вместо 65* С) и меньших габаритных размеров благодаря увеличению максимально допустимой напряженности электрического поля (до 4-5 МВ /м вместо 2-2,5МВ /м).Это играет важную роль при изготовлении кабельных жил на кабельных линиях непрерывной вулканизации.
Кроме изоляционных резин широко применяются проводящие резины на основе ЭПК.
Проводящие резины имеют высокую проводимость(10-100 Ом.см), которая достигается применением высокоактивных углеродов(ПМ-80,ПМ-100В и др.)
Шланговые резины применяются там, где не требуется маслобензостойкость. По ресурсу они превосходят резины на основе каучуков общего назначения, сохраняя после 90 суток старения морозостойкость при температуре -55 *С и озоностойкость при концентрации озона 0,01%.
Этиленпропиленовые каучуки для кабельной промышленности можно рассматривать как каучуки общего назначения.
Хлоропреновый каучук (ПХП)
Кабельная промышленность является одним из основных потребителей(10-15% всего производства) хлоропренового каучука.
Широко используются следующие группы каучуков: каучуки, модифицированные серой, с регулированием молекулярной массы с помощью тиурамов; каучуки общего назначения, регулируемые меркаптанами; каучуки специального назначения с определенными свойствами.
В кабельной промышленности применяются наирит марок КР-50, ПНК,ДКР,ДСН,ДМ,ДХ,ДС. Наирит марки ДС самостоятельно не применяется и в смесь вводится вместо основного полимера для уменьшения усадки. Так, при введении 10 частей (по массе) наирита марки ДС вместо наирита марки ДН понижается усадка резиновой смеси.
Каучуки этой серии являются лучшими по стабильности при хранении и переработке, а вулканизаты на их основе обладают хорошей теплостойкостью.Резины на основе наиритовых каучуков применяются в шланговых оболочках шахтных, силовых, судовых и других типов кабелей, где требуется маслостойкость, озоно-светостойкость и повышенная стойкость к нераспространению горения.
Наиритовые резины способны длительное время сохранять высокую (до-50* С) морозостойкость, но проблема их создания не решена.
Хлоропреновый каучук для кабельной промышленности является каучуком специального назначения.
Силонольный (кремнийорганический каучук)
Силонольные каучуки представляют собой высокомолекулярные кремнийорганические соединения, которые получаются при конденсации силандиолов и представляют собой цепь чередующихся атомов кремния и кислорода:
В России выпускаются следующие силонольные каучуки: диметилполисилоксаны(СКТ), метилвинилполисилоксаны(СКТВ) и др. Силонольные каучуки имеют молекулярную массу 400000-1000000.
В кабельной промышленности на основе силонольных каучуков применяют готовые резиновые смеси, что упрощает цикл изготовления электротехнических изделий. Силоксановые резиновые смеси представляют собой малокомпонентные системы, состоящие из каучука, наполнителя и вулканизующего агента.
В качестве усиливающего наполнителя применяется тонкодисперсный диоксид кремния (аэросил), который позволяет получать резины с высокими физико-механическими свойствами. При применении кремнеземных наполнителей (аэросила) наблюдается изменение технологических свойств резиновых смесей, т. е. происходит структурирование. Для замедления структурирования в силоксановые смеси вводятся антиструктурирующие добавки, которые замедляют структурирование смесей.
Для усиления отдельных свойств силоксановых резин в их состав вводятся специальные добавки, в основном, оксиды и диоксиды металлов переменной валентности, которые повышают сопротивление резин тепловому старению, сопротивление деструкции при высоких температурах в условиях ограниченного доступа воздуха.
Силоксановые смеси вулканизуются