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1、無鹵阻燃絕緣材料摘要:隨著經(jīng)濟(jì)與技術(shù)的高速發(fā)展,人們對于電器產(chǎn)品的使用也越來越廣泛。如電腦,微波爐,電磁爐,電視機(jī)等。而這些電子產(chǎn)品或電器產(chǎn)品的使用都需要電能的驅(qū)動(dòng),這樣隨著電子產(chǎn)品或電器產(chǎn)品應(yīng)用越來越廣泛,用電安全也越來越受到大家的重視。為了防止這些電器在使用過程中短路引起火災(zāi),電纜的絕緣材料必須具有良好的阻燃性能。而現(xiàn)在常用的含鹵阻燃劑的絕緣材料在燃燒時(shí)會(huì)產(chǎn)生較多的煙霧和有毒,腐蝕性氣體。在發(fā)生火災(zāi)的時(shí)候,這不僅給火場逃生和救援工作帶來困難或會(huì)危害到逃生的人員的生命安全,同時(shí)還會(huì)造成二次污染。因此無鹵低煙阻燃電纜絕緣材料的研制
2、成為電纜行業(yè)的熱點(diǎn)問題。這次我們探討的就是兩種新型的無鹵阻燃絕緣材料:TPE和EPDM。關(guān)鍵詞:無鹵,阻燃絕緣材料,TPE,TPO一、認(rèn)識電絕緣材料。1.1什么是電絕緣材料?絕緣材料:電阻率為109~1022Ω·Cm的物質(zhì)所構(gòu)成的材料在電工技術(shù)上稱為絕緣材料,又稱電介質(zhì)。簡單的說就是使帶電體與其他部分隔離的材料。絕緣材料對直流電流有非常大的阻力,在直流電壓作用下,除了有極微小的表面泄漏電流外,實(shí)際上幾乎是不導(dǎo)電的,而對于交流電流則有電容電流通過,但也認(rèn)為是不導(dǎo)電的。絕緣材料的電阻率越大,絕緣性能越好。電工常用的絕緣材料按其化學(xué)性質(zhì)
3、不同,可分為無機(jī)絕緣材料、有機(jī)絕緣材料和混合絕緣材料。常用的無機(jī)絕緣材料有:云母、石棉、大理石、瓷器、玻璃、硫黃等,主要用作電機(jī)、電器的繞組絕緣、開關(guān)的底板和絕緣子等。有機(jī)絕緣材料有:蟲膠、樹脂、橡膠、棉紗、紙、麻、人造絲15等,大多用以制造絕緣漆,繞組導(dǎo)線的被覆絕緣物等。混合絕緣材料為以上兩種材料經(jīng)過加工制成的各種成型絕緣材料,用作電器的底座、外殼等。絕緣材料的作用主要是在電氣設(shè)備中把電勢不同的帶電部分隔離開來。如:發(fā)電機(jī)的絕緣漆;高壓電纜;絕緣手套、絕緣棒;各種電器的線路連接的絕緣套等。1.2影響絕緣材料介電性能的重要因素。影
4、響絕緣材料介電性能的重要因素是分子極性的強(qiáng)弱和極性組分的含量。極性材料的介電常數(shù)、介質(zhì)損耗均高于非極性材料,并且容易吸附雜質(zhì)離子增加電導(dǎo)而降低其介電性能。故在絕緣材料制造過程中要注意清潔,防止污染。電容器用電介質(zhì)要求有高的介電常數(shù)以提高其比特性。電機(jī)、電器在運(yùn)行中,不可避免地要受到溫度、電、機(jī)械的應(yīng)力和振動(dòng),有害氣體、化學(xué)物質(zhì)、潮濕、灰塵和輻照等各種因素的作用。1.3電絕緣材料要求。絕緣材料首先應(yīng)具有較高的絕緣電阻和耐壓強(qiáng)度,并能避免發(fā)生漏電、擊穿等事故。其次耐熱性能要好,避免因長期過熱而老化變質(zhì);此外,還應(yīng)有良好的導(dǎo)熱性、耐潮防
5、雷性和較高的機(jī)械強(qiáng)度以及工藝加工方便等特點(diǎn)。根據(jù)上述要求,常用絕緣材料的性能指標(biāo)有絕緣強(qiáng)度、抗張強(qiáng)度、比重、膨脹系數(shù)等。絕緣耐壓強(qiáng)度:絕緣體兩端所加的電壓越高,材料內(nèi)電荷受到的電場力就越大,越容易發(fā)生電離碰撞,造成絕緣體擊穿。使絕緣體擊穿的最低電壓叫做這個(gè)絕緣體的擊穿電壓。使1毫米厚的絕緣材料擊穿時(shí),需要加上的電壓千伏數(shù)叫做絕緣材料的絕緣耐壓強(qiáng)度,簡稱絕緣強(qiáng)度。由于絕緣材料都有一定的絕緣強(qiáng)度,各種電氣設(shè)備,各種安全用具(電工鉗、驗(yàn)電筆、絕緣手套、絕緣棒等),各種電工材料,制造廠都規(guī)定一定的允許使用電壓,稱為額定電壓。使用時(shí)承受的電
6、壓不得超過它的額定電壓值,以免發(fā)生事故??箯垙?qiáng)度:絕緣材料單位截面積能承受的拉力,例如玻璃每平方厘米截面積能承受1400牛頓的拉力15二、電絕緣材料的絕緣機(jī)理。2.1聚合物的導(dǎo)電機(jī)理。材料的導(dǎo)電性是由于物質(zhì)內(nèi)部存在傳遞電流的自由電荷,這些自由電荷通常稱之為載流子,它們可以是電子、空穴,也可是正、負(fù)離子。這些載流子在外加電場作用下,在物質(zhì)內(nèi)部作定向移動(dòng),便形成了電流。塑料是小分子聚合體,如果它要導(dǎo)電,就必須像金屬一樣,其中的電子可以自由移動(dòng),而不是被束縛在原子上。因此,聚合物具有導(dǎo)電性的第一個(gè)條件是它必須具有共軛的π電子體系,第二個(gè)
7、條件是它必須經(jīng)過化學(xué)或電化學(xué)摻雜,即通過氧化還原過程使聚合物鏈得到或失去電子。對于聚合物來說,大部分的有機(jī)高分子材料的導(dǎo)電性是很低的,在本質(zhì)上屬于絕緣體范圍,單并非所有的聚合物都是如此。從導(dǎo)電機(jī)理來看,聚合物中存在離子電導(dǎo)與電子電導(dǎo),即載流子可以是正、負(fù)離子也可以是電子、空穴。一般來說,大多數(shù)聚合物都存在粒子電導(dǎo),可以是由于帶強(qiáng)極性基團(tuán)、原子的聚合物的本征竭力,也可以在合成、加工與使用過程中,進(jìn)入聚合物材料的各種催化劑,各種添加劑、填料以及水分和其他雜質(zhì)的解離,都可以提供離子。而共軛聚合物、聚合物電荷轉(zhuǎn)移絡(luò)合物、聚合物自由基-離子
8、化合物、有機(jī)金屬聚合物等聚合物中則是電子電導(dǎo)。例如,在共軛聚合物中,分子內(nèi)存在共軛雙鍵體系,∏電子軌道的相互交疊是得∏電子中具有類似金屬自由電子的特征,可以在共軛體系內(nèi)自由運(yùn)動(dòng),分子間的電子遷移則是通過“跳躍”機(jī)理實(shí)現(xiàn)。另外要注意的是,在一般的聚合