Состав и характеристики ПВХ пластиката
Описание состава поливинилхлоридного (ПВХ) пластиката для кабельной промышленности, табличные характеристики полимера, ссылки на кабели, провода и шнуры выпускаемые с изоляцией и оболочкой, разъяснение понятия двойной изоляции
Поливинилхлоридный пластикат для изоляции и оболочки
Поливинилхлоридный (сокращение ПВХ) пластикат применяется в кабельной промышленности для изготовления изоляции и оболочек для кабелей, проводов и шнуров. Отличаются хорошими изоляционными свойствами, высокой механической прочностью и стойкостью к солнечной радиации.
Полимер представляет собой комплекс добавок к основному веществу – поливинилхлориду. Поливинилхлорид образуется при помощи полимеризации хлористого винила в воде при температуре от +40 до +50⁰С под избыточным давлением около 50-70 Н/мм2. Сам хлористый винил выделяют из ацетилена и этилена при крекинге и пиролизе нефтяных продуктов, сухой перегонке каменного угля либо получают из природного газа.
Полимер представляет собой комплекс добавок к основному веществу – поливинилхлориду. Поливинилхлорид образуется при помощи полимеризации хлористого винила в воде при температуре от +40 до +50⁰С под избыточным давлением около 50-70 Н/мм2. Сам хлористый винил выделяют из ацетилена и этилена при крекинге и пиролизе нефтяных продуктов, сухой перегонке каменного угля либо получают из природного газа.
Кабели, провода и шнуры с применением ПВХ пластиката
Ниже предложен список кабелей, проводов и шнуров, которые выложены в интернет-магазине и изготавливаются с использованием поливинилхлоридного пластиката:
- силовой кабель марки ВВГ;
- плоский провод марки ВВГ-П;
- медный кабель марки ВВГнг в изоляции и оболочке пониженной горючести;
- кабель марки ВВГнг-LS пониженной горючести с пониженным выделением газа и дыма при воспламенении;
- бронированный кабель марки АВБбШв под прокладку в земле (изоляция, стальные ленты, защитный шланг)
- монтажный провод марки ПВ1;
- установочный гибкий провод ПВ3;
- бытовой провод ПВС;
- шнур марки ШВВП для бытового использования.
Составляющие поливинилхлоридного пластиката
Для придания полимерному материалу соответствующих свойств, вводят специальные вещества, которые вызывают приобретение как положительных, так и отрицательных характеристик. Например, для изоляционного ПВХ пластиката требуется получить хорошие электрические характеристики, а для ПВХ пластиката под создание оболочки нужны повышенные механические характеристики, улучшенная стойкость к солнечной радиации и предотвращение развития микроорганизмов.
Состав ПВХ пластиката:
Состав ПВХ пластиката:
- основная смола – полимеризированный хлористый винил;
- пластификаторы (конкретные вещества описаны ниже) – вводятся с целью придания полимеру технологичности (получают более эластичный материал, однако ухудшаются стойкость к химическим веществам и температуре, а также снижаются электрические параметры);
- антиоксиданты (дифенилпропан) – добавляют совместно с пластификаторами для продолжительного сохранения удельного сопротивления, эластичности при отрицательных температурах;
- стабилизаторы (углекислый свинец, соль стеариновой кислоты, кадмия, кальция, стронция и бария) – вводятся для повышения температуры разложения пластиката (связывают хлористый водород, который способен улетучиваться при t ≥ +140⁰C);
- пигментные красители для окраски полимера с целью различения токопроводящих жил (в скобках обозначен получаемый цвет, всего получают до 12 цветов): двуокись титана (белый), сажа (чёрный), пигмент голубой фталоцианиновый (синий); редоксайд (красный), креп жёлтый или оранжевый (жёлтый), лак рубиновый (малиновый);
- фунгициды – угнетают развитие микроорганизмов, вводят в ПВХ оболочку для кабелей и проводов в тропическом исполнении
- наполнители (кварцевая мука, двуокись кремния, тальк, карбонат кальция или свинца) – добавляют с целью снижения себестоимости конечного материала, вводят не более пятой части от общей массы.
Свойства полимера получаемые при помощи внедрения конкретных пластификаторов:
- совол и диоктилфталат – наибольшее электрическое сопротивление;
- эфиры фталевой, себациновой и адипиновой кислоты – хорошая стойкость к маслам, низкая летучесть (продолжительный срок службы пластиката), повышенная стойкость к старению;
- дидецил, себацинат – повышают рабочую температуру изоляции до 90-105⁰C.
При пребывании поливинилхлоридного пластиката под солнечными лучами и при воздействии повышенных температур из-за нагрева токопроводящей жилы, он стареет – процессы приводящие к снижению эластичности и стойкости к низким температурам. Старение возникает вследствие испарения пластификатора, наибольшим образом проявляется на поверхности. Причём в начальный момент времени, гибкость полимера возрастает из-за задерживающихся продуктов распада пластификатора, а после их окончательного улетучивания эластичность заметно понижается.
Главное отличие изоляционного ПВХ пластиката от полимера для оболочки состоит в другом наборе пластификаторов и стабилизаторов. Для шлангового пластиката под оболочку требуется высокая стойкость к световому старению и механические характеристики, а для изоляции интересны электрические качества.
Главное отличие изоляционного ПВХ пластиката от полимера для оболочки состоит в другом наборе пластификаторов и стабилизаторов. Для шлангового пластиката под оболочку требуется высокая стойкость к световому старению и механические характеристики, а для изоляции интересны электрические качества.
Двойная изоляция
Перечисленные выше проводники в «простом» разговоре могут обозначать, как кабели и провода с двойной изоляцией, что по сути не верно. Имеется поливинилхлоридная изоляция и оболочка, у которых разные выполняемые функции (здесь нет двойной изоляции).
Может быть подразумевается основная изоляция (на самой жиле) и поясная изоляция (вокруг скрутки жил), но такие конструктивные решения применяются только в сложных кабельных изделиях для снижения вероятности пробоя (например, в высоковольтных кабелях с изоляцией из сшитого полиэтилена). В проводниках общепромышленного назначения подобная конструкция не нужна, только из одного соображения добавочной стоимости.
То есть двойная изоляция = изоляция + оболочка.
Может быть подразумевается основная изоляция (на самой жиле) и поясная изоляция (вокруг скрутки жил), но такие конструктивные решения применяются только в сложных кабельных изделиях для снижения вероятности пробоя (например, в высоковольтных кабелях с изоляцией из сшитого полиэтилена). В проводниках общепромышленного назначения подобная конструкция не нужна, только из одного соображения добавочной стоимости.
То есть двойная изоляция = изоляция + оболочка.
Технические характеристики полимера на основе поливинилхлорида
Ниже приведена таблица, в которой отражены основные технические характеристики поливинилхлоридных пластикатов различных рецептур под изоляцию и оболочку.
| Технические характеристики |
№ рецептуры изоляционного ПВХ пластиката |
|||||
| 38 | 11 | 230, 251 | 489 | 948 | тепло-стойкий | |
| Плотность, г/см3 | 1,32 | 1,30 | 1,31 | 1,36 | 1,21 | 1,34 |
| Предел прочности при разрыве, Н/см2 | 1300-1600 | 1800-2200 | 1800-2300 | 2000-2500 | 1000-1200 | 2000-2500 |
| Относительное удлинение, % | 220-240 | 210-270 | 200-280 | 230-260 | 320-440 | 200-250 |
| Нижний предел температуры, °C | -15 | -40 | -40 | -50 | -55 | -15 |
|
Водопоглощение в дистиллированной воде (при t = +20 °C в течение календарного месяца), % |
0,2-0,3 | 0,6-0,8 | 0,7-0,9 | 0,25-0,3 | 1,0-1,2 | 0,2-0,4 |
| Твёрдость по Шору: | ||||||
| при t = +20 °C | 65 | 80 | 90 | 97 | 62 | 97 |
| при t = +70 °C | - | 62 | 68 | 80 | - | 80 |
| Температура разложения пластиката, °C | 170-195 | 240-250 | 220-250 | 240-260 | 220-240 | 240-250 |
| Температура размягчения полимера, °C | 150-160 | 170-175 | 175-180 | 180-185 | 160-170 | 185-190 |
| Снижение массы, %: | ||||||
| при t = +105 °C в течение 96 часов | - | 1,2-1,4 | 1,12-1,36 | 0,5-0,6 | 0,8-0,9 | 0,4-0,5 |
| при t = +160 °C в течение 6 часов | 6,0-7,0 | 0,8-2,0 | 0,9-2,2 | 2,2-2,5 | 2,7-3,0 | 0,2-0,5 |
| Стойкость к старению в везерометре при t = +70 °C, часы | - | 1000 | 1000 | 1000 | - | 1000 |
| ρv (удельное объёмное сопротивление), ·1012·Ом·см: | ||||||
| при t = +20 °C | (10-30) | 100 | (10-30) | (20-50) | 1 | 500 |
| при t = +70 °C | - | (0,5-0,7) | (0,1-0,3) | (0,1-0,3) | - | (3-5) |
| tg δ (угол диэлектрических потерь) | - | 0,04 | 0,07 | 0,06 | - | 0,02 |
| ε (диэлектрическая проницаемость) | - | 4-5 | 5-6 | 4-5 | - | 3,5-4,0 |
| Е (электрическая прочность), кВ/мм | - | 50-60 | 50-60 | 50-60 | - | 50-60 |
| Технические характеристики |
№ рецептуры ПВХ пластиката для оболочки |
||
| 239, 288 | 301 | 1183, 355 | |
| Плотность, г/см3 | 1,30 | 1,30 | 1,26 |
| Предел прочности при разрыве, Н/см2 | 1600-1800 | 1500-1650 | 1200-1300 |
| Относительное удлинение, % | 280-300 | 280-310 | 300-400 |
| Нижний предел температуры, °C | -40 | -50 | -60 |
|
Водопоглощение в дистиллированной воде (при t = +20 °C в течение календарного месяца), % |
0,7-0,9 | 1,0-1,2 | 1,0-1,2 |
| Коэффициент влагопроницаемости, г [см·(мм рт. ст.)·ч] | 3,5·10-8 | (3-5)·10-8 | 3,5·10-8 |
| Твёрдость по Шору: | |||
| при t = +20 °C | 80 | 75 | 65 |
| при t = +70 °C | 62 | 60 | 55 |
| Температура разложения пластиката, °C | 220-250 | 220-250 | 220-240 |
| Температура размягчения полимера, °C | 170-175 | 170-175 | 160-170 |
| Снижение массы, %: | |||
| при t = +105 °C в течение 96 часов | 1,0-1,5 | 0,5-0,7 | 0,6-0,8 |
| при t = +160 °C в течение 6 часов | 1,7-2,8 | 2,0-2,2 | 2,0-2,3 |
| Стойкость к старению в везерометре при t = +70 °C, часы | 3000 | 3000 | 3000 |
| ρv (удельное объёмное сопротивление), ·1012·Ом·см: | |||
| при t = +20 °C | 0,47 | (0,2-0,5) | (0,5-0,7) |
| при t = +70 °C | - | - | - |
| tg δ (угол диэлектрических потерь) | - | - | - |
| ε (диэлектрическая проницаемость) | - | - | - |
| Е (электрическая прочность), кВ/мм | - | - | - |
Список использованной литературы
Белоруссов Н. И. Электрические кабели и провода. - М.: Энергия, 1971 - 512 с.
Табличные данные в точности соответствуют таблицам 8-4 и 11-4 источника.