전기 분야에서 전선 및 케이블의 필수 요소 중 하나는 절연 및 재킷 재료입니다.수년 동안 전력 케이블의 탁월한 절연 재료는 우수한 전기적 특성으로 인해 기름을 함유한 종이였습니다.또한 과도한 열화 없이 높은 수준의 열 과부하를 견딜 수 있는 능력도 갖추고 있습니다.그러나 흡습성으로 인해 금속 외장은 습기에 의해 부식됩니다.따라서 열가소성 소재의 비흡습성 특성이 결합된 전력 케이블 절연 소재에 대한 오랜 필요성이 있었습니다.
가교 중합체의 제조는 두 가지 다른 방법으로 수행할 수 있습니다.하나는 화학적 방법이고 다른 하나는 이온화 방법이다.이러한 가교 효과에 대한 인식은 150년이 넘었지만 전리 방사선의 가교 효과는 Charlesby에 의해 처음으로 결정적으로 입증되었습니다.방사선 가교법은 소형, 얇은 두께의 선재에 가장 생산성이 높기 때문에 전기전자기기에 사용되는 와이어는 방사선 가교법으로 생산되어 왔습니다.이 방법은 에너지 소비가 적고 공간이 적게 필요하다는 장점이 있습니다.방사선 공정은 쉽게 제어할 수 있으며 에너지 절약 및 오염 제어 가능성도 있습니다.방사선 가교의 구체적인 특징은 다음과 같이 요약됩니다.(1) 생산 라인 속도를 제어할 수 있습니다.가교제가 필요 없어 고속 피복(압출)이 가능합니다.고출력, 저에너지 가속기를 사용하면 빠른 경화가 가능합니다.(2) 가교 균일성이 우수하다.적절한 기계를 선택하고 와이어 공급을 위한 최적의 설계를 채택하여 균일한 가교를 수행할 수 있습니다.(3) 방사선 가교 공정에 의한 가교 정도에 따라 다양한 종류의 고분자를 제조할 수 있다.또한, 증기 경화법보다 방사선 경화법이 더 바람직하다.증기 경화 공정에서 높은 증기 압력 하에서 폴리머 층에 물이 침투하면 케이블이 사용 중일 때 나무 모양의 부분 방전 파괴를 유발할 수 있는 수많은 '미세 공극'이 생성됩니다.현상은 훨씬 복잡하지만 나무가 자라 케이블의 절연 내력이 저하될 수 있습니다.이 외에도 증기 경화 공정에는 에너지 소비 측면에서 몇 가지 단점이 있습니다. (a) 고온을 얻기 위해서는 높은 증기 압력이 필요합니다.(b) 케이블 외부로부터의 열 전도 효율이 낮고 (c) 케이블 도체에 의해 많은 양의 에너지가 소비되어 열 효율이 낮아지고 가교 반응 시간도 길어집니다.방사선 경화는 건식 공정의 후보입니다.그러나, 조사에 의해 절연층에 형성되거나 정지된 전자의 축적이 조사 도중 및 조사 후에 나무 모양의 부분 파괴를 유발할 수도 있다는 문제가 있다.'워터프리 공정'과는 전혀 다르다.폴리머 케이블은 수분 함량이 높고 공극이 크기 때문에 경화 공정이 필요합니다.위의 장점 외에도 반도체 재료는 대부분의 재료가 높은 온도와 압력을 견딜 수 없기 때문에 증기 경화 공정의 경우 쉽지 않은 방사선 경화 공정에서 쉽게 도입될 수 있습니다.
방사선 접목 기술은 또한 매트릭스에 전도성을 부여합니다.이는 전도성 매트릭스와 절연 매트릭스를 결합하는 독특한 방법입니다.이 기술은 그래프팅과 백본의 활성 표면 위에 전도성 폴리머의 후속 증착을 통해 적합한 모노머로 백본 폴리머를 비활성화하는 작업을 포함합니다.절연 거동과는 별개로, 이 경우 폴리머는 전도성처럼 거동할 수 있습니다.아직 확립되지는 않았지만 EMI 차폐, 전도성 코팅 및 정전기 방지제와 같은 여러 가지 잠재적 응용 분야를 전시할 수 있습니다.Bhattacharya et al.복합 폴리머 -FEP-g-(AA)-PPY 및 폴리머 -FEP-g-(sty)-PPY를 준비했습니다.먼저 폴리머-FEP를 Co-60 소스에서 조사한 다음 필름을 다양한 비율의 모노머에 담갔습니다.그런 다음 염화제2철을 산화제로 사용하여 피롤의 산화 중합을 통해 그래프트된 표면 위에 PPy를 침착시켰습니다.표면 저항은 감소하며 104~105ohm/cm2 정도입니다.표면 저항은 단량체의 그래프팅 비율에 따라 달라집니다.이 기술을 사용하면 벌크 전도성보다는 표면 전도성을 높일 수 있습니다.필름의 광전도 거동은 접목 기술을 통해 부여될 수도 있습니다.셀룰로오스 아세테이트-g-(N-비닐 카르바졸) 및 셀룰로오스 아세테이트-g-(N-비닐 카르바졸-메틸 메타크릴레이트)는 광전도 필름의 예입니다.
전기 케이블 산업에서는 주로 폴리에틸렌, 폴리염화비닐(PVC), EPDM 고무가 사용됩니다.폴리에틸렌은 전기적 특성이 우수하고 수명이 길기 때문에 사용됩니다.저밀도 폴리에틸렌은 여러 가지 이유로 고밀도 폴리에틸렌보다 선호됩니다. 그 이유는 다음과 같습니다: (a) 더 많은 유연성;(b) 고밀도 폴리에틸렌보다 절연 내력이 더 높다.(c) HDPE보다 수명이 길다.(d) HDPE보다 처리가 덜 어렵고 (e) 이온화를 유발하는 LDPE 단열재에 공극이 포함될 위험이 적습니다.이러한 모든 장점에도 불구하고 LDPE는 케이블 절연재로서의 한계를 가지고 있습니다.열가소성 폴리머로서 연화온도는 약 105~115⬚C이며, 특정 계면활성제와 접촉하면 응력균열이 발생하는 경향이 있습니다.폴리에틸렌 분자의 가교는 열적 특성과 물리적 특성을 향상시키는 동시에 전기적 특성은 크게 변하지 않습니다.따라서 가교 폴리에틸렌은 더 이상 열가소성 폴리머가 아닙니다.이는 폴리에틸렌의 결정성 녹는점에서 부드러워지고 탄력 있고 고무와 같은 점도를 가지며, 이 특성은 온도가 추가로 상승하는 동안 300°C에서 녹지 않고 탄화될 때까지 유지됩니다.응력 균열 경향이 완전히 사라지고 열기 속에서 노화에 대한 매우 우수한 저항성을 얻게 됩니다.가교 폴리에틸렌 케이블은 우수한 전기적, 물리적 특성으로 인해 널리 선호됩니다.큰 전류를 전달할 수 있고 작은 반경의 굽힘을 견딜 수 있으며 무게가 가벼워 쉽고 안정적인 설치가 가능합니다. 즉, 오일로 구성되지 않아 높이 제한이 없고 오일 내 오일 이동으로 인한 고장이 없습니다. 필드 케이블.또한 일반적으로 금속 외장이 필요하지 않습니다. 따라서 금속 외장 케이블 특유의 고장, 부식 및 피로가 없습니다.오늘날 방사선 가교는 폴리에틸렌뿐만 아니라 폴리염화비닐, 폴리이소부틸렌 등과 같은 다른 고분자에도 산업적으로 적용되고 있습니다. PVC 자체는 매우 불안정한 고분자입니다.효과적인 안정화 수단이 개발된 후에야 상업적인 의미를 갖기 시작했습니다.개질제(안정제, 가소제, 충진제 및 기타 첨가제)의 도움으로 PVC는 매우 견고한 것부터 매우 유연한 것까지 다양한 특성을 나타내도록 만들 수 있습니다.응용 분야의 다양성과 저렴한 비용은 세계 시장에서 그 중요성을 책임집니다.
가교 효율성을 높이기 위해 폴리머는 순수한 형태로 사용되는 경우가 거의 없습니다.가소제, 항산화제, 충전제는 필요한 특성을 부여하는 각자의 역할을 합니다.가교 과정 중에 첨가하는 것이 더 좋습니다.가소제는 폴리머 제품의 취성을 줄이기 위해 폴리머에 첨가됩니다.이는 자유 라디칼 생성에 참여하거나 전파 반응에 참여할 때마다 가교에 영향을 미칩니다.디부틸 프탈레이트, 트리톨릴 포스페이트 및 디알릴 포스페이트는 PVC에 대한 가소제의 일반적인 예입니다.PVC에 가소제를 첨가하여 전기절연에 있어 매우 중요한 유연성과 탄성을 향상시켰습니다.실제로 불균형 구조로 인해 극성을 띠는 PVC의 경우 강한 분자간 결합이 발생하여 거대분자 사슬을 단단하게 결합하여 유연하지 않게 만듭니다.항산화제는 폴리머 생산 시 더 높은 열산화 안정성을 비교하기 위한 실용적인 목적으로 설계된 가교 혼합물에 필요한 또 다른 첨가제 그룹입니다.일반적으로 이들은 가교를 형성할 수 있는 라디칼을 제거하여 가교에 영향을 줍니다.RC(4,4-티오-비스(6-tert-부틸-3-메틸 페놀), MB(Mercapto Benzimidazole)는 Ueno 등이 사용하는 항산화제의 예입니다. 가소제 및 항산화제 외에도 착색제가 필요합니다. 특히 가전제품에 사용되는 와이어 절연재로서 플라스틱용 착색제는 다양한 무기 및 유기 물질을 포함합니다. 변색된 첨가물은 이 분야에서 선호되지 않습니다. 충전재는 일반적으로 물리 기계적 특성 및 가공성을 향상시키기 위해 첨가됩니다. 충전재의 긍정적인 효과는 다음과 같습니다. 조사 가교 동안 관찰됩니다. 소량(0.05%)의 에어로실을 첨가하면 폴리에틸렌의 라디칼 수율이 50% 증가하는 것으로 나타났습니다. 간기 에어로실에서 라디칼의 더 높은 생성이 일어나는 것으로 추정됩니다. 고분자가 보상되지 않은 변형의 비평형 상태에 있을 수 있는 폴리에틸렌 충전제 함량이 높을수록 충전제에서 폴리머 상으로 에너지 전달이 발생하여 자유라디칼의 더 높은 수율에 기여할 수 있습니다.더욱이, 반응성 혼합물과 조사의 조합은 중합체 사슬을 따라 가교결합의 위치화에 영향을 미칠 수 있습니다.
간단히 말해서, 방사선은 전기장에서 사용되는 고분자 가공에서 중요한 역할을 합니다. '방사선 가교'는 고분자의 특성을 향상시킬 수 있는 현상입니다.'가황'과 같은 가장 진보된 방법은 몇 가지 제한 사항을 가지고 있습니다.적절한 단량체를 선택하면 가교 효율이 향상될 수 있습니다.방사선 가교 공정에서 가소제, 충진제 및 난연제 첨가는 방사선 가교 공정에 매우 효과적입니다.방사선 가교 방법은 반도체 재료 제조에도 매우 유용합니다.이 외에도 방사선 접목 기술을 사용하여 전도성 복합 필름과 광전도 특성을 갖는 필름을 준비할 수도 있습니다.
게시 시간: 2017년 5월 2일