从十九世纪后半叶开始,在架设输电线路时,唯一适用于高压的绝缘材料是陶瓷和玻璃。进入廿世纪40年代,由于高分子材料的问世,陶瓷和玻璃已不再是首选的绝缘体材料,欧美国家着手研究聚合物绝缘子。而后对电绝缘体的物理性能、电性能、长期可靠性和最佳形状进行了研究,且生产率也得到了不断的提高。
可以代替陶瓷和玻璃的高分子材料中,硅橡胶从60年代开始就有了实用业绩,在几种聚合物中脱颖而出。硅橡胶绝缘子比陶瓷绝缘子具有更多的优势。首先,它重量轻,容易操作且安全;另外,陶瓷绝缘子经常遭受破裂的困扰,一种冲击它就会破损。而硅橡胶绝缘子则能抗击车辆碰撞电线杆之类的机械冲击。
虽然其它高分子材料也具有以上所介绍的优点,但只有硅橡胶不会对环境造成太大的污染。聚合物绝缘子能防水,因而就不会发生因水滴落下而发生漏电和表面电弧现象。硅橡胶绝缘子的防水性比其它聚合物绝缘子恢复得快,是一种在恶劣环境中能长期使用的耐久性材料。
硅橡胶的特征:
硅橡胶的主链是由硅氧烷(Si-O)链构成的。由于这种键上的Si、O的负电性分别为1.8与3.5,差异很大,它具有离子键性质。这样,Si-O的键能比C-C键能高(见表1)。另外,①由于主链离子键的性质,而使侧链甲基C-H的离子性质减弱,不容易受其它分子攻击,所以其化学稳定性好;②由于Si不会形成双键和三键,所以难以形成主链分解的起点(由于这一原因致使Si-C键相当稳定),进而导致硅橡胶的主链更加稳定。
硅橡胶的特性:
耐热和耐寒性;防水性;电性能;耐天候性;永久变形
硅橡胶的分类:
根据硫化前的特性硅橡胶可分为固态和液态两类,还可以根据硫化机理分为过氧化物硫化、加成反应硫化和缩合反应硫化三类。固态和液态硅橡胶的差异在于聚硅氧烷的分子量。固态硅橡胶可以用过氧化物硫化和加成反应中的任何一种反应进行硫化,通常称为高温硫化橡胶(HTV)和热硫化橡胶(HCR)。虽然用加成反应硫化的液态硅橡胶材料在室温下也可以硫化,但由于成型方法和硫化温度不同而被称为液态硅橡胶(LSR)、低温硫化橡胶(LTV)和双组分室温硫化橡胶(RTV)等。在制造聚合物绝缘子时,通常可采用注射成型法和浇注成型法。
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