ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Строение молекул и влагостойкость из "Химия диэлектриков" Часто о пригодности материала для электроизоляционных, целей судят по тому, какое действие на него оказывает вода или водяные пары. Особенно вода представляет опасность, когда она образует непрерывную пленку или сплошь пропитывает диэлектрик, т. е. когда создается непрерывный путь для тока. [c.70] Вещества могут поглощать определенное количество воды, а некоторые в ней заметно набухают или растворяются. Отношение веществ к воде зависит от их физического и химического строения внутренней поверхности, размера капиллярных промежутков, наличия определенных химических групп (ОН, СООН, со и др.). [c.70] Такой спирт (в данном случае цетиловый С16Н33ОН) в воде нерастворим. Он проявляет больше углеводородный характер, чем спиртовой, и растворяется в углеводородах. [c.71] Если удается гидроксильные группы каким-либо образом связать химически, сродство материалов к воде уменьшается. Так, связывая гидроксильные группы поливинилового спирта альдегидами, получают устойчивые в воде соединения — полиацетали (стр. 161). [c.71] Материалы на основе уксуснокислых эфиров целлюлозы (триацетатные волокна и пленки) по сравнению с натуральной целлюлозой менее гигроскопичны. [c.72] Смола в начальной стадии, благодаря гидроксилам, не влагостойка и плохой изолятор, в конечной же стадии она хороший диэлектрик. Потому очень важно, чтобы реакция конденсации ири получении электрической изоляции протекала как можно полнее. [c.72] Изменение материалов в процессе теплового воздействия. [c.73] Электрическая изоляция большей частью в процессе эксплуатации нагревается за счет тепла, выделяющегося от прохождения тока через проводники. Конструируя электрические машины и аппараты, стремятся максимально снизить их веса и размеры. А это влечет за собой повышение рабочих температур из-за того, что уменьщается сечение проводов. Во многих случаях значительный нагрев изоляции вызывается высокой температурой окружающей среды. Особенно высокие температуры развиваются в электрических устройствах, предназначенных для получения полезной тепловой энергии (электрические печи, нагревательные приборы, электросварочное оборудование и др.). [c.73] Во всех случаях надежность электрических устройств определяется способностью материалов противостоять действию рабочих температур без существенного изменения электроизоляционных и других эксплуатационных характеристик. Способность электроизоляционного материала без повреждения и существенного изменения практически важных его свойств выдерживать действие повышенных температур кратковременно и в течение времени, сравнимом со сроком эксплуатации изоляции, называется нагревостойкостью. Нагревостойкость электроизоляционных полимерных материалов тесно связана со строением макромолекул и структурой полимера. [c.73] Следует различать стойкость материалов к кратковременному нагреву и стойкость к нагреву в течение определенных по длительности промежутков времени. Стойкость материалов к действию тепла в течение времени, исчисляемом многими годами, называют длительной нагревостойкостью. Кратковременный нагрев и относительно длительное тепловое воздействие вызывают разные изменения в материале. Оценивая стойкость материала к кратковременному нагреву, принимают во внимание его способность сохранять форму, электроизоляционные и другие физические характеристики под действием деформирующих нагрузок за такое время, в течение которого не наступают химические изменения материала. Стойкость материала к длительным или ограниченным по срокам тепловым воздействиям характеризуется способностью материалов сохранять до определенного уровня практически важные свойства, изменяющиеся во времени в результате химических процессов. В литературе для характеристики стойкости материалов в этих условиях применяют иногда термин химическая стойкость . [c.73] Очевидно, что методы исследования и оценки стойкости материалов к различным по характеру тепловым воздействиям должны быть различными. [c.74] Одним из критериев стойкости электроизоляционных материалов к кратковременному нагреву является величина деформации в зависимости от температуры. Так как деформация зависит от нагрузки, времени нагревания, величины и формы образца, то эту зависимость определяют в стандартных условиях (например, определяют теплостойкость по Мартенсу и Вика). Стойкость к кратковременному нагреванию характеризуется температурок стеклования, размягчения, каплепадения. При испытании некоторых электроизоляционных материалов (в частности, изоляции проводов) в регламентированных условиях (в условиях установленной скорости нагревания и определенной нагрузки) определяют температуру, при которой наступает пробой изоляции. Выбор того или иного метода определяется функцией, которую выполняет материал в изделии, и условиями работы материала. Способность материала сохранять свойства при повыщении температуры и кратковременном воздействии тепла иногда называют темпера-туростойкостью. [c.74] Чтобы характеризовать стойкость материала к длительным тепловым воздействиям, нельзя ограничиться определением только температуры. Для этого надо знать и время, в течение которого материал при данной температуре сохраняет свою работоспособность. Критерием работоспособности материала могут быть различные физико-механические и электроизоляционные показатели, которые позволяют эксплуатировать изделие. Выбор показателей зависит от конкретных условий работы материала. Так, в некоторых случаях нагревостойкость оценивают температурой и временем, при котором материал сохраняет половину исходной механической прочности, относительное удлинение до определенных пределов (например, до 50% при испытании резин), определенную эластичность (пленок и лаковых покрытий), пробивное напряжение до установленного значения (при испытании изоляции проводов и других электроизоляционных материалов). [c.74] Конечный результат изменения свойств материалов может быть достигнут в результате длительного, медленного старения при более низких температурах и под воздействием более высоких температур, но за меньшее время. Поэтому, чтобы полнее характеризовать стойкость материала к тепловому старению, определяют изменение свойств при разном времени и разной температуре. По полученным данным строят кривую зависимости максимально допустимой температуры (при которой материал сохраняет условно установленные свойства) от времени теплового воздействия. [c.74] На рис. 25 для примера даны такие криные для синтетических пленок, которые подвергали старению до заметного изменения эластичности (появление ломкости). На рис. 26 представлена кривая старения в воздушной среде полиэфиримидной изоляции эмальпроводов, для которых за критерий работоспособности принято сохранение пробивного напряжения выше 1000 в. [c.75] Материалы для электрических машин и аппаратов по их нагревостойкости делят на классы Y, А, Е, В, F, Н и С. Материал, соответствующий классу Y, может длительно эксплуатироваться при температуре до 90° С, А —до 105° С, Е —до 120° С, В —до 130° С, F —до 155° С, Н —до 180° С и С — выше 180° С. [c.75] По скорости выделения летучих продуктов распада можно судить об относительной термической стабильности отдельных. полимеров. Применяемый для этой цели метод (термогравиметрия) основан на определении потери массы материала (из-за выделения летучих) в зависимости от температуры. Есть несколько вариантов метода 1) определяют потерю массы при установленной скорости подъема температуры 2) определяют потерю при постоянной температуре в зависимости от времени воздействия. Чтобы получить сопоставимые результаты, испытания проводят в определенных условиях. [c.76] На рис. 27 показана относительная термическая стабильность полимеров, определенная в среде азота при подъеме температуры 5 град1мин. Температуру, при которой кривая имеет перегиб, принимают за показатель относительной термической стабильности. На рис. 28 приведены кривые относительной термической стабильности изоляции эмальпроводов по потере массы при постоянной температуре( 200° С) в зависимости от времени. [c.76] Термогравиметрический метод определения термической стабильности полимеров является относительным, но результаты его хорощо согласуются с методами, основанными на непосредственном измерении потерь эксплуатационных свойств. [c.76] Связь нагревостойкости со структурой и химическим строением полимеров. Стойкость полимерных материалов к кратковременным тепловым воздействиям определяется их структурой. Материалы, имеющие пространственную структуру, отличающиеся малой подвижностью звеньев, весьма стойки к деформациям при повыщенных температурах. Чем плотнее трехмерная сетка, тем материал в большей степени сохраняет форму под действием нагрузок и высоких температур. По стойкости к деформациям при повышенной температуре выгодно отличаются композиционные материалы с термореактивными связующими, имеющими каркас из волокнистых материалов.. [c.76] Вернуться к основной статье