Lõi đồng của dây điện cao su bị đen?

Lõi đồng của dây điện cao su bị đend

Cáp cao su là sản phẩm cáp mềm và linh hoạt với kết cấu gồm nhiều sợi đồng mỏng làm ruột dẫn, lớp cách điện bằng cao su bên ngoài và vỏ bọc bằng cao su. Nói chung, cáp cao su chủ yếu bao gồm cáp mềm cao su nói chung, cáp thợ hàn điện, cáp động cơ chìm, cáp vô tuyến..

Sau một thời gian sử dụng, màu sắc cao su của ruột đồng trong cáp có xu hướng bị đen. Ngoài cấu tạo vật liệu của cao su, nó còn liên quan đến trạng thái của lõi đồng, công nghệ chế biến cao su, quá trình lưu hóa cao su, cấu trúc của cáp và vỏ bọc… Nói chung có nhiều nguyên nhân khiến lõi đồng bị đen.

Trong những năm 1950 và 1960, hầu hết các nhà sản xuất dây cáp điện sử dụng sợi đồng thông thường (hàm lượng đồng 99,99%, tất cả đều là sợi đồng hiếu khí). Phương pháp sản xuất là sau khi các thỏi đồng được nung nóng, nhiều lần xử lý được sử dụng để thu được đồng đen. Thanh được tạo thành một lõi đồng tương đối mỏng sau các lần kéo lớn, vừa và nhỏ. Vì bản thân đồng không phải là đồng không có oxy nên trong quá trình gia công sẽ không tránh khỏi hiện tượng oxy hóa trên bề mặt lõi đồng.

Vào những năm 1980, công nghệ sản xuất sợi đồng không chứa oxy tiên tiến được giới thiệu ở Trung Quốc đã khiến toàn bộ ngành công nghiệp dây và cáp chuyển sang sử dụng sợi đồng không chứa oxy, cải thiện đáng kể quá trình đen hóa của lõi đồng. Tuy nhiên, do quá trình xử lý sợi đồng, đặc biệt là quá trình tôi luyện và điều kiện bảo quản không tốt nên bề mặt của lõi đồng vẫn bị oxy hóa nhẹ.

Vào những năm 1950, cao su cách điện được chế tạo từ cao su tự nhiên và cao su styren-butadiene. Do cao su cách điện tiếp xúc trực tiếp với lõi đồng nên không thể dùng lưu huỳnh trực tiếp làm chất lưu hóa, chỉ cần dùng một lượng nhỏ lưu huỳnh thì lõi đồng cũng đã bị đen, do đó một số hợp chất có khả năng phân hủy lưu huỳnh tự do như TMTD phải được sử dụng.

VA-7 cùng với chất xúc tác lưu hóa giúp tăng tốc độ lưu hóa và mức độ lưu hóa, đảm bảo tính chất cơ lý và tính chất điện của cao su cách điện. Tuy nhiên, từ quan điểm về tính đàn hồi, độ bền và tính chất biến dạng vĩnh viễn của cao su cách điện, cao su được bổ sung lưu huỳnh vẫn là lựa chọn tốt nhất (tại thời điểm hiện tại).

Thực tiễn đã chứng minh rằng TMTD không thể giải quyết vấn đề đen hóa của lõi đồng. Đồng thời, cao su cách điện sẽ có nhiều màu sắc khác nhau, trong đó đỏ, xanh lam, vàng, xanh lá cây và đen là các màu cơ bản, khi xuất hiện các màu này sẽ khiến cao su bị dính và lõi đồng có màu đen.

Chất độn chính trong công thức là canxi cacbonat nhẹ và talc, nhưng do yếu tố giá cả nên một số nhà sản xuất sử dụng canxi cacbonat và talc giá rẻ để giảm giá thành. Các hạt độn này thô, có nhiều bazơ tự do và một lượng lớn tạp chất nên tính chất cơ lý tương đối kém, tính chất điện không tốt, sợi đồng dễ có màu đen.

Một số nhà sản xuất sử dụng canxi cacbonat siêu mịn, hoạt tính cao để cải thiện các tính chất vật lý và cơ học của cao su cách điện, và hầu hết canxi hoạt tính được xử lý bằng axit stearic, đây cũng là nguyên nhân gây ra hiện tượng đen hóa của lõi đồng.

Việc sử dụng chất lưu hóa VA-7 có thể cải thiện sự đen hóa của lõi đồng, nhưng do mức độ lưu hóa không đủ lớn nên độ biến dạng vĩnh viễn của cao su lớn, sẽ làm cao su bị dính. Đặc biệt, sau khi bổ sung chất xúc tác ZDC, tốc độ lưu hóa được tăng lên, và để tránh cháy xém, một chất gia tốc DM được thêm vào để trì hoãn thời gian cháy. Từ cấu trúc của chất xúc tác ZDC, nó gián tiếp là một kẽm kim loại trong hai sulfur được kết nối trong cấu trúc TETD và hầu hết canxi hoạt động được xử lý bằng axit stearic, đây cũng là nguyên nhân gây ra hiện tượng đen hóa của lõi đồng.

Sự xúc tác và lão hóa của đồng là nguyên nhân quan trọng gây ra hiện tượng cao su bị dính. Thử nghiệm của Viện nghiên cứu khoa học dây cáp Liên Xô cũ đã chứng minh rằng trong quá trình lưu hóa, đồng xâm nhập vào cao su cách điện do tiếp xúc với cao su, và cao su cách điện có độ dày 1,0-2,0 mm chứa 0,009-0,0027% đồng.

Ai cũng biết rằng ngay cả một lượng nhỏ của đồng cũng có thể gây ra thiệt hại lớn cho cao su. Đây là những gì chúng ta thường gọi là xúc tác và lão hóa của kim loại nặng trên cao su. Trong quá trình lưu hóa cách nhiệt, thiuram kết tủa một số lưu huỳnh tự do để phản ứng với đồng tạo thành nhóm chứa đồng hoạt động. Khi lão hóa, liên kết -SS- yếu hơn bị phá vỡ, tạo thành Cu-S- chứa đồng hoạt động. Sự kết hợp của chuỗi phân tử thấp này phản ứng với cao su và phản ứng với oxy để phá hủy các phân tử liên kết dài của cao su, làm cho cao su mềm và dính.

Trong nghiên cứu về vấn đề dính và tái phát, Viện nghiên cứu cao su Pháp đã chỉ ra rằng nếu cao su có chứa các kim loại có hại như muối kim loại nặng như đồng và mangan thì dù sử dụng loại máy gia tốc nào thì cao su cũng sẽ bị dính đen.

Để tìm ra nguyên nhân khiến lưu huỳnh trong cáp cao su thấm qua bề mặt cao su cách điện và lõi đồng, các nhà khoa học Liên Xô trước đây đã sử dụng đồng vị phóng xạ để khẳng định khả năng khuếch tán lưu huỳnh trong cao su vỏ cáp. Trong các sản phẩm lưu hóa gốc cao su tự nhiên, hệ số khuếch tán của lưu huỳnh tự do vào khoảng 10-150 px2 / s ở nhiệt độ 130-150 ° C. Trong phân xưởng lưu hóa liên tục, nhiệt độ của cao su vỏ lưu hóa được duy trì ở mức 185-200°C, điều này làm cho hệ số khuếch tán lưu huỳnh lớn hơn.

Sự khuếch tán của lưu huỳnh tự do từ ống bọc cao su làm thay đổi cấu trúc của cao su thiura và có thể hình thành các liên kết polysulfide. Các hợp chất polysulfide này được phân hủy và kết hợp về mặt hóa học để đạt được sự di chuyển, tức là “khuếch tán hóa học”, không chỉ làm thay đổi cấu trúc của cao su cách điện, làm giảm khả năng chịu nhiệt của nó mà còn phản ứng với bề mặt đồng để tạo thành sunfua đồng và sunfua cốc. , dẫn đến lõi đồng. Màu đen. Đồng thời, sunfua đồng và sunfua cuprous cũng đẩy nhanh quá trình lão hóa cao su, khiến cao su bị dính đen.

Tham khảo

Trả lời

Email của bạn sẽ không được hiển thị công khai.