мйсла, представляющие собой смесь углеводородов парафи нового, ароматического и нафтенового ряда: вазелиновое, трансформаторное, индустриальное масло, вазелин. Эти масл;? применяются в неответственных изоляционных резинах, так-как их электроизоляционные характеристики ниже, чем у n;i-рафинов. Парафинонафтеновое масло «Стабилойл-18» является эффектив!1ым мягчителем шланговых резин на основе тройного этиленпропиленового сополимера.

В саженаполненных резинах для улучшения технологических характеристик резиновых смесей и их обрабатываемости нашли применение битуминозные материалы типа рубраксов. В основном, это нефтяные хрупкие битумы, используемые кабельными предприятиями в дробленом виде. За рубежом для изготовления кабельных изделий также применяются битуминозные продукты типа рубраксов, выпускаемые в виде хлопьев, чешуек, гранул.

Из продуктов растительного происхождения в кабельных резинах для повышения их клейкости применяется сосновая канифоль. Для замены дефицитной натуральной канифоли разработаны рецептуры с октофором-Л-синтетической алкил-феноламинной смолой.

Стеариновая кислота-продукт растительного и животного происхождения-широко используется в кабельных резинах и помимо функции мягчителя выполняет роль диспергатора ингредиентов и активатора процесса вулканизации. Стеариновая кислота применяется в изоляционных и шланговых резинах.

Заменителями стеариновой кислоты,- вырабатываемой из натурального сырья, являются синтетические жирные кислоты (СЖК) фракции Сп - C21. СЖК используются только в шланговых резинах, т. к. имеют непостоянный состав и примеси в виде мзо-дикарбоновых и низкомолекулярных кислот, что отрицательно сказывается на эксплуатационных характеристиках резин.

3.5.5. Наполнители. Одним из наиболее эффективных способов модификации свойств резин является их наполнение - введение твердых тонкодисперсных порошкообразных веществ- наполнителей, которые способствуют улучшению физико-механических и технологических свойств резин, а также «разбавлению» каучуков, т. е. сокращению их распада в целях снижения себестоимости материала.

Наполнители подразделяют на активные, часто называемые усилителями, и неактивные (инертные). Усилители увеличивают прочность резин при растяжении, сопротивлении истиранию . и раздиру. Наполнители, не изменяющие свойств резин, называют инертными.

К активным наполнителям относятся технический углерод, оксиды цинка и магния, коллоидная кремниевая кислота, карбонат магния, гидроксид алюминия, каолин и др., к неак-80 ,

тивным-мел, тальк, барий и др. Из активных наполнителей в кабельной промышленности нашли применение технический углерод, каолин, коллоидная кремниевая кислота и, в последнее время, гидроксид алюминия, который позволяет также создавать резины повышенной негорючести, которые в процессе горения не выделяют токсичных и корродирующих продуктов и плотных дымов. Из неактивных наполнителей широко лспользуются мел и тальк.

При введении наполнителя в эластомер между ними возникает адсорбционное, а иногда и химическое взаимодействие на границе раздела фаз. Это взаимодействие возрастает с увеличением поверхности контакта эластомер-наполнитель, т е. с увеличением дисперсности последнего, при этом некоторые высокодисперсные наполнители способны прочно адсорбировать на своей поверхности макромолекулы каучука, которые образуют на ней слой связанного каучука. В связанном каучуке подвижность макромолекул ограничена, что существенно влияет на свойства материала. При введении низкодисперсных наполнителей интенсивность межфазного взаимодействия значительно меньше, и связанный каучук на поверхности частиц наполнителя не образуется.

Рассмотрим основные активные наполнители.

Технический углерод является основным усилителем шланговых резин. Его получают неполным сжиганием или термическим разложением газообразных или жидких углеводородов. Выпускают большое количество марок технического углерода, различающихся физико-механическими характеристиками, элементным составом, размерами частиц, удельной поверхностью, способом получения и видом используемого сырья. Состав технического углерода, %: собственно углерода-98,1-99,4, кислорода-О-3,5, водорода - 0,4-0,9, серы-0,1-0,8 и минеральных веществ 0,1-0,2. Плотность технического углерода 1800-1900 кг/м. Элементарной частицей технического углерода является частица, состоящая из множества микрокристаллов. Первичные частицы в техническом углероде образуют характерные цепочечные структуры. Размер и форма первичных структур обусловливают свойство технического углерода, называемое структурностью. Частицы в этих структурах связаны прочными химическими связями, поэтому они не разрушаются в процессе смешения. При развитой первичной структуре невулканизованные смеси получаются более вязкими, с более гладкой поверхностью. Уменьшается их усадка при шприцевании, увеличиваются твердость, модуль упругости, износостойкость вулканизатов.

Первичные структуры, объединяясь друг с другом, образуют торичные структуры, более слабые, разрушающиеся в процессе отовления резиновых смесей.

3125 8,

Поверхность частиц технического углерода может содержать различные функциональные* группы, которые придают ему либо кислотные, либо щелочные свойства. Углерод кисльц марок (рН<4) снижает скорость вулканизации резиновьц смесей, а щелочных (рН>8) повыщает ее.

При температурах обработки и вулканизации резин1>Бых смесей технический углерод реагирует с другими ингредиентами с образованием различных химически активных групп.

В зависимости от способа получения и применяемого сырь» технический углерод разделяется на следующие типы: диф. фузионный (канальный), печной и термический.

Содержание технического углерода в резиновых смесях колеблется в широких пределах и составляет в среднем 50-бОУо.

В кабельной промышленности широко используются рецептуры резиновых смесей на основе комбинации технических углеродов различных марок. Технический углерод, кроме того, используется для создания электропроводящих резин.

В кабельной промышленности применяется печной электропроводящий технический углерод двух марок по свойствам Приближающийся к импортному техническому углероду типов ХС-72, П 267 Э или П 366 Э. Углерод этих марок различается, в основном, по степени дисперсности и структурности, а следовательно, по уровню проводимости.

Коллоидная кремниевая кислота является неорганическим усиливающим наполнителем. В СССР выпускают коллоидную кремниевую кислоту двух видов: осажденную жидкофазную - белая сажа марок БС-120, БС-100, БС-50, БС-30 с удельной поверхностью 120, 100, 50 и 30 м/г соответственно и размером частиц 22, 27, 54 и 90 нм и газофазную (аэросил) марок А-380, А-300 и А-175 с размером частиц 3-15, 5-20 и 10-40 нм. Аэросил применяется только в кремнийорганических кабельных резинах, а белая сажа - в некоторых специальных изоляционных и шланговых резинах. Каолин повышает механическую прочность резин в меньшей степени, чем технический углерод и белая сажа. Одгтако в сочетании с техническим углеродом он нашел широкое применение в кабельных резинах, так как позволяет получать смеси, обладающие хорошими технологическими свойствами (малая усадка, хорошая шприцуемость) при сохранении высоких физико-механических показателей резин. Обычный каолин (марок КР и П-2) применяют, главным образом, в шланговых резинах. Применение каолина в изоляционных резинах невозможно из-за его высокой гигроскопичности, из-за чего электроизоляционные параметры резин в процессе увлажнения снижаются.

В связи с этим для кабельной промышленности в настояше время разработаны дегидратированные каолины марок КД-З и КД-10 с содержанием частиц менее 2 мгм 70 и 63° соответственно.

Тригидрат алюминия А1(ОН)зВ последнее время находит широкое применение в зарубежной и отечественной кабельной промышленности, так как позволяет получать изоляционные к шланговые резины, которые в процессе сгорания не выделяют вредных, коррозирующих соединений, а также плотных дымов.

результаты испытаний А1(ОН)з в изоляционных (на основе ЭПК-50) и шланговых (на основе наирита) резинах показали, увеличение его степени дисперсности приводит к уменьшению пластичности изоляционной смеси, но не оказывает 2лияния на пластичность шланговой смеси, при этом физико-механические показатели обеих резин увеличиваются. Однако при этом снижаются диэлектрические характеристики изоляционных резин в процессе увлажнения при 20 и 70° С.

Модификация А1(ОН)з жирными кислотами, особенно мета-крйловой кислотой, приводит к значительному улучшению . технологических и физико-механических свойств изоляционных резин.

Мел является основным инертным наполнителем кабельных резин, так как при его введении значительно снижается их стоимость, а иногда улучшаются электроизоляционные харак-геристики резин. В кабельной промышленности применяется мел природный молотый мокрого (марок ММО, ММФ) или сухого обогащения (марок ММС-1 и ММС-2), а также мел, химически осажденный. В настоящее время ведутся работы по получению мела из отходов известняка и мрамора.

Тальк молотый обогащенный марок ТКВ и ТК1 получил широкое применение в изоляционных влагостойких резинах благодаря своему малому влагопоглощению. Кроме того, тальк позволяет получать резины с меньшими значениями диэлектрической проницаемости и тангенса угла диэлектрических потерь.

Недостатком резин, содержащих тальк, является их малая эластичность, вызываемая его анизотропностью. Поэтому тальк, как правило, применяется с мелом. Для высоковольтных резин на основе этиленпропиленовых каучуков применяется Мйкротальк, который придает им высокие диэлектрические свойства: р,= 10Ом • м, tg5 = 0,003ч-0,007, е = 2,4-2,6.

Общими требованиями ко всем минеральным наполнителям являются однородность, отсутствие склонности к агломеращти в процессе хранения и изготовления смесей, высокое содержание основного вещества, строго определенная степень дисперсности, "минимальное содержание веществ, отрицательно влияющих на тектроизоляционные свойства и тепловое старение резин, *рошая влагостойкость.

Следует отметить, что при изготовлении резин некоторых >пов применяются материалы, не указанные в общей клас-"фикации ингредиентов: красители, антипирены, репелленты, •чтисептики и т. д. [24],

3.6, КЛАССИФИКАЦИЯ И НАЗНАЧЕНИЕ КАБЕЛЬНЫХ РЕЗИН

Кабельные ре.адны согласно ТУ 16. К71-098-90 разде, ляются на классы: изоляционные, изоляционно-защитные и за, щитные.

Изоляционные резины служат для изолирования токо проводящих жил, изоляционно-защитные резины - для изо, лирования кабелей, проводов и щнуров, обладающих способ ностью защиты от внешних воздействий, защитные (шлав. говые) - для внешних защитных оболочек некоторых кабелей. В число кабельных резин входят также электропроводящие применяемые для экранирования гибких кабелей, и так называв емые починочные резины, используемые для сращивания илц ремонта кабелей. В пределах соответствующих классов резину делятся на типы и марки (табл. 3.8).

В кабельных изделиях резины используются, главныц образом, для изолирования токопроводящих жил и внешнев защитной оболочки гибких переносных кабелей, проводов и шнуров, для СИ.ПОВЫХ и контрольных кабелей напряжением до 660 В, осветительных проводов, кабелей и проводов дщ питания всевозможных электротехнических установок, для специализированных кабелей (судовых, автомобильных, самолетных, геофизических и др.).

Изоляционные и изоляционно-защитные резины (табл. 3.9 отличаются типами и количественным содержанием полимера! что обусловливает их физико-механические и электроизоля1Щ- онные свойства.

Для изоляции, допускающей длительный нагрев токопро водящей жилы до температуры 65° С, применяются резини на основе каучуков общего применения типов РТИ-0, РТИ-РНИ, а также изоляционно-запщтные резины типов РТИШ и РТИШМ.

Резины типа РТИ-0 обладают повышенными физико-механическими и электроизоляционными параметрами. Они предназначены для изолирования ответственных кабельных из делий.

Наиболее пшроко для изолирования кабелей, проводе» и шнуров применяют резины типа РТИ-1. Обладая хорошим" характеристиками, они отвечают эксплуатационным требовали ям всех кабельных изделий на переменное напряжение Р 660 В и постоянное до 1000 В (кроме упомянутых выше ocoWJ ответственных кабелей и проводов).

Резины типа РНИ от других изоляционных резин отлича ются способностью не распространять горение. Они примет! ются главным образом в проводах, к которым предъявляете*! требование нераспространения горения (например, провод ки АППР).

Таблица 3.8. Перечень кабельных резни

Класс

Изоляционные

РТИ-0

РТИ-1

Изоляционно-защитные

РТЭПИ-1

РТСИ-1

РТИШ

Защити

РТИШМ

РШ-1

Содержа-полимера в резине, %

Не Нор-мируется

Основные марки резин

ТСШ-50;

ТСШ-40;

ТСШМ-40;

КС-0-50;

ТС-0-45;

ОВР-40

ТСШ-33; ТС-35; ТС-33; ТСШМ-35

НШИ-35

ИД-45;

ИД-40ПЭ;

ЭПТИ-45

К-69; К-673; К-1520; К-69Т

Характеристика и область применения

ШСИ-33; ШСИ-35

Резина повышенного качества на основе натурального каучука, изопренового каучука и их комбинации, с бутадиеновым, бу-тадиен-стирольным и другими синтетическими каучуками для изоляции токопроводящих жил Резина общего применения на основе натурального каучука, изопренового каучука и их комбинации с бутадиеновым, бута-диен-стирольным и другими синтетическими каучуками для изолиции токопроводящих жил Резина, не распространяющая горения, на основе полихлоропрена для изоляции токопроводящих жил

Резина повышенной теплостойкости на основе этиленпропиле-новых каучуков для изоляции токопроводящих жил Резина повышенной теплосгой-кости на основе силоксанового каучука для изоляции токопроводящих жил

ИШМ-45; ИШМ-40

ШВП-50

Резина на основе натурального каучука, изопренового каучука и их комбинации с бутадиеновым, бутадиен-стирольным и другими синтетическими каучуками для изоляционно-защитной оболочки проводов, кабелей и шнуров, работающих в средних и легких условиях Резина морозостойкая на основе натурального каучука, изопренового каучука и их ком-бинагшй с бутадиеновым, бутадиен-стирольным и другими синтетическими каучуками для изоляционно-защитной оболочки проводов, кабелей и шнуров, работающих в средних и легких условиях

Резина на основе натурального каучука, изопренового каучука и их комбинаций с бутадиеновым,