Электрическое старение полимеров

Сходным образом развивается и электрохимический пробой, связанный с электрическим старением полимера. Снова, под действием поля, тока и связанного с последним повышения температуры происходят нарастающие химические изменения (термодеструкция), в свою очередь, повышающие (за счет числа носителей П ) электропроводность. Однако, в техническом плане существенно, что электрическое старение, хотя и протекает относительно медленно, но может реализоваться при напряжениях значительно меньше пробивного. [c.263]

Основной причиной электрического старения полимеров являются частичные разряды (ЧР), возникающие в газовых прослойках изоляции [4, с. 69 19, гл. 1]. Простейшая теория разрядов в газовых включениях диэлектриков основана на анализе процессов, происходящих в эквивалентных схемах, которые моделируют диэлектрик с газовым включением. [c.32]

ЭЛЕКТРИЧЕСКОЕ СТАРЕНИЕ ПОЛИМЕРОВ [c.160]

В зависимости от природы полимерного диэлектрика и условий его испытаний воз.можны самые различные формы пробоя. Электрическая прочность полимерного диэлектрика зависит от чистоты полимера, частоты и формы кривой приложенного напряжения, продолжительности воздействия, температуры, формы и материала электродов. Электрическая прочность полимера при переменном напряжении меньше, чем при постоянном. Измерения электрической прочности полимерных диэлектриков проводят с целью оценки надежности электрической изоляции и изучения электрического старения полимеров. [c.176]

При повышенных температурах воздействие электрических полей может вызывать так называемое электрическое старение полимера, которое выражается в понижении его электрической прочности (минимальная напряженность внешнего электрического поля, при которой происходит пробой диэлектрика) и объемного электрического сопротивления. Причиной электрического старения является деструкция 64 [c.64]

Происходящие в результате внешних воздействий изменения молекулярного и надмолекулярного строения ПЭВД приводят к ухудшению его физико-механических и диэлектрических свойств. Постепенно теряется эластичность, падают относительное удлинение и прочность при разрыве, появляется и усиливается хрупкость, растут диэлектрические потери, уменьшается электрическое сопротивление, снижается стойкость к действию различных химических соединений. Происходит старение полимера. Для его замедления и ослабления успешно применяются различные стабилизаторы, предназначенные для повышения термостабильности, светостойкости, радиационной стойкости. Изучению процессов старения ПЭВД и его стабилизации посвящено большое число работ [65, 67, 164-167]. [c.165]

Длительная электрическая прочность в значительной мере определяется интенсивностью так называемого электрического старения, которое происходит под влиянием разрядов, и связанного с ними повышения температуры, а также озона и заключается в необратимом изменении структуры полимера (химической деструкции). Старение приводит к росту электрической проводимости (за счет увеличения числа носителей тока), и пробой наступает при меньших значениях напряженности электрического поля Такой пробои называется электрохимическим. [c.380]

Старение полимеров. Изменение свойств полимеров во времени носит название старения. Процесс старения проявляется у всех полимерных материалов и изменение их свойств (повышение хрупкости) хорошо всем известно, особенно для пленок и материалов с сильно развитой поверхностью. Могут изменяться также и электрические свойства. [c.506]

В электро- и радиотехнической промышленности полимерные пленочные материалы находят применение в качестве электроизоляционного материала в проводах и кабелях, для пазовой и межслойной изоляции электрических машин и катушек аппаратов, в качестве диэлектриков в конденсаторах и для других аналогичных целей. Эти материалы должны, в первую очередь, иметь хорошие электроизоляционные и прочностные свойства в широком диапазоне температур и в условиях воздействия различных факторов, вызывающих старение полимеров. Далее, электроизоляционные материалы должны обладать стойкостью к термической и термоокислительной деструкции, сохранять эластичность после нагревания, быть стойкими к тепловому удару, обладать химической, радиационной, морозо- и дугостойкостью, высокой ударной вязкостью, вибростойкостью, высоким сопротивлением растрескиванию, сопротивлением надрыву, эластичностью. [c.32]

Поскольку в реальных условиях полимерный материал в большинстве случаев подвергается дополнительному действию внешнего механического или электрического поля, что несомненно отражается на его стойкости к старению, то возникает вопрос о том, как можно использовать результаты по изучению старения полимеров. Очевидно, что прямое использование данных, полученных при испытании образцов стандартных форм и размеров, возможно только в очень ограниченном числе случаев. Тем не менее результаты искусственных и натурных испытаний на старение конструкционных материалов позволяют более обоснованно выбрать материал для эксплуатации в определенных условиях. [c.10]

Формирование надмолекулярных структур происходит на стадии изготовления изделия, и поэтому степень совершенства этих структур, размеры отдельных структурных образований зависят от режима и способа переработки. Такие внешние факторы как температура, влага, световое излучение, механическая или электрическая нагрузка могут, действуя длительное время, вызывать изменения как в надмолекулярной, так и химической структурах полимера. Эти процессы сопровождаются изменением макросвойств изделия. Таким образом, при старении полимеров можно проследить связь между изменением химического состава, строения, структуры и физическими свойствами. Последние в основном и определяют пригодность материала для изготовления и последующего применения конкретного изделия. [c.66]

Полиолефины, используемые в качестве диэлектрика в высоковольтных кабелях и установках, подвергаются, помимо температурного воздействия, действию электрических разрядов в воздушных включениях и порах. Исследование изменений, происходящих при старении полиэтилена в этих условиях, показало [37], что с повышением температуры увеличивается скорость накопления кислородсодержащих групп, а количество метиленовых групп уменьшается, что сопровождается снижением электрической прочности (возрастанием диэлектрических потерь и диэлектрической проницаемости). Наблюдаемые изменения эксплуатационных характеристик в процессе электрического старения при повышенных температурах связывают с более значительными, по сравнению с комнатными условиями, изменениями в химической структуре полимера. Для исследования структурных изменений. [c.77]

Развитие производства таких конструкционных полимерных материалов, как пластмассы и резины , а также лаков, волокон, пленок, клеев и т, п. и их применение во всех отраслях народного хозяйства потребовало детального изучения химических, физических, теплофизических и механических свойств этих новых материалов. Возникли новые направления в науке, целью которых является изучение поведения полимеров при механических и тепловых воздействиях, под действием электрического поля, старения полимеров при различных воздействиях и т. д. Разработаны многочисленные методы переработки полимерных материалов в изделия прессование, центробежное формование, литье под давлением, экструзия, штамповка, напыление, каландрование, намотка. [c.20]

Явления идентичного характера имеют место у дисперсии полиакрилонитрила. Суспензия стиракрила характеризуется движением большего количества частиц (60—70 %) к катоду,остальные образуют агрегаты, слегка колеблющиеся в межэлектродном пространстве. Изучение суспензий полимеров в неполярной среде осложняется их неустойчивостью, увеличивающейся при движении частиц в электрическом поле. По мере старения суспензии (спустя несколько дней после приготовления) преимущественное движение взвешенных частиц к электродам несколько утрачивается, его труднее выделить на фоне неупорядоченных перемещений. [c.26]

Под действием электрического поля в техническом диэлектрике протекают слабые по величине токи сквозной проводимости, или токи утечки. Носителями зарядов сквозной проводимости являются часто ионы, редко — электроны. Ионы возникают при распаде молекул самого диэлектрика под действием электрического поля, вследствие старения диэлектрика и других причин. Но наиболее часто ионы образуются при распаде молекул полярных примесей, которые всегда имеются как в природных, так и в синтетических полимерах. Поэтому полимеры, предназначенные для использования в качестве диэлектриков, подвергаются тщательной очистке от следов катализаторов, эмульгаторов, растворителей и т. п. Особенно сильно ухудшают диэлектрические свойства полярные соединения с малым размером молекул (вода, спирты, сложные эфиры, ацетон, низкомолекулярные конденсационные полимеры — димеры, тримеры и т. д.). К существенным недостаткам органических диэлектриков относится их относительно низкая теплостойкость. [c.340]

Ста )ение полимеров. Изменение свойств полимеров во времени носит название старения. Процесс старения проявляется у всех полимерных материалов, и изменение их свойств (повышение хрупкости) хорошо всем известно, особенно для пленок и материалов с сильно развитой поверхностью. Могут изменяться также и электрические свойства. Процессы старения полимерных материалов вызываются изменением их строения или состава [c.518]

Катализ кислотами при отверждении полисульфидов эпоксидными смолами не находит широкого применения. Использование кислот Льюиса ухудшает электрические свойства получаемого продукта и повышает интенсивность старения, так как эти вещества катализируют гидролитическое расщепление ацетальных связей в молекулах полимера гораздо более пригодно отверждение полисульфидов эпоксидными смолами в присутствии ангидридов. [c.327]

Пластмассы характеризуются сравнительно высокой химической стойкостью и широко используются как конструкционные материалы в различных агрессивных средах. Однако нх механические свойства предел прочности, долговечность, пластичность, ползучесть — могут в значительной степени изменяться под влиянием среды. Кроме того, все полимерные материалы подвержены старению, вызванному деструкцией полимера, испарением пластификатора или другими процессами, приводящими к разрушению химических и физических связей в полимере. Воздействие химических веществ, тепла, влажности и механических напряжений усиливает процесс старения. Большинство пластмасс в большей или меньшей степени набухают в различных жидкостях. Набухание сопровождается изменением объема, механических, электрических, оптических свойств. [c.92]

Исследовалось старение, электрические и другие свойства полимеров [925—928]. [c.468]

Влияние температуры на изменение различных свойств можно легко измерить природа этих изменений состоит главным образом во влиянии температуры на гибкость макромолекул. Вопрос о влиянии температуры усложняется, если при нагревании материал разлагается. Наиболее важными реакциями, протекающими при разложении, являются деструкция и структурирование эти реакции оказывают прямо противоположное влияние на свойства полимера. Так, при старении натурального каучука на воздухе в результате деструкции происходит размягчение материала, в то время как структурирование приводит к образованию хрупкого продукта. При длительной выдержке полимера при постоянной температуре или при постепенном повышении температуры его прочность может сначала уменьшиться вследствие деструкции цепей, а затем вновь увеличиться благодаря структурированию. В конце концов прочность вновь понижается в результате полного разложения полимера. Непрерывный продолжительный высокотемпературный пиролиз может вызвать карбонизацию, которая обычно обусловливает повышение диэлектрических потерь и снижение электрической прочности. Однако диэлектрическая проницаемость полисилоксанов при тепловом старении уменьшается, вероятно, вследствие выделения из структуры органических групп и приближения к структуре окиси кремния. [c.27]

Физические и механические превращения, происходящие в полимерах под действием радиации, обычно гораздо важнее изменений электрической проводимости. Физические процессы можно проследить с помощью исследования диэлектрической релаксации. Механическое разрушение образца достаточно просто фиксируется по величине пробивного напряжения. Как и в случае термического старения, проводимость и диэлектрические характеристики полимера могут даже улучшаться при длительном облучении однако если измерения проводятся на увлажненных образцах, описанный метод оказывается достаточно чувствительным для обнаружения механических дефектов, возникающих под действием радиации. [c.168]

Вероятно, значительный интерес как метод модификации композиционных материалов в процессе переработки представляет высокочастотный подогрев [4, 5]. Особенно он эффективен, как показали опыты, не только для реактопластов, но и для систем полярный полимер—пластификатор на стадии смешения компонентов. В этом случае наблюдается существенное улучшение диэлектрических и прочностных характеристик и повышается устойчивость полимерного материала при старении и воздействии агрессивных сред. Наблюдаемые эффекты связаны, по-видимому, с более равномерным распределением пластифицирующих добавок в связи с переформированием надмолекулярных образований в результате быстрого и равномерного прогрева всего блока полимерного материала в условиях постоянно меняющегося знака заряда электрического поля. [c.128]

Действие электрических разрядов на полимеры, имитирующее электрическое старение полимера, находящегося в электрическом поле, рассмотрено в монографиях Багирова и др. [5.83] и Сажина с сотр. [5.84]. Так, если полимер предварительно обрабатывается электрическими разрядами, то энергия активации пробоя такого материала не меняется, но наблюдается изменение электрической прочности и долговечности, вызванное изменением коэффициента уъ (за счет изменения коэффициента перенапряжения х, так как Хо — длина межатомной связи и заряд электрона не изменяются). Абасовым исследовался также процесс совместного действия на полимер электрического и механического полей. [c.142]

Совместное действие повышенных температур и электрического поля вызывает электрическое старение полимера, к-рое выражается в понижении и и увеличении диэлектрич. потерь со временем. Причиной электрич. старенпя является деструкция йолимера, вызванная или ускоренная электрич. по.чем (окисление, химич. превращения вследствие взаимодействия полимера с продуктами электрич. разряда или под действием повышенных темп-р и т. д.). Старение протекает более интенсивно в образцах, имеющих посторонние включения (наполнители, воздушные пузырьки и т. п.). [c.374]

Методы, связанные с электропроводностью и электрическим старением, могут быть отнесены к категории релаксационно-спектрометрических лищь с больщими оговорками. Как отмечалось, группы явлений, определяемых электропроводностью, старением и раз-рущением (пробоем), разумеется, зависят от релаксационного или фазового состояния полимером и поэтому могут, в известной мере, быть индикаторами этих состояний. [c.266]

Изучение условий хранения и полимеризации жидкого диацетилена имеет особенно важное значение для химиков-синтетиков, использующих диацетилен в качестве исходного вещества чаще всего в жидком виде или в растворах. Жидкий диацетилен при хранении в стеклянных ампулах при 20—25° С заметно желтеет уже через 1—1,5 часа. Спустя сутки он превращается в чернущ жидкость, а через 10 суток — в твердую массу, которая посде 3-месячного хранения переходит в стекловидный продукт [51, 406]. Особенностью продуктов полимеризации жидкого диацетилена является то, что способность к взрывному распаду у пирс зависит от возраста полимера и не зависит от его количества. Продукты, выдержанные в условиях полимеризации в течение 15— 20 суток, разлагаются со взрывом при ударе на копре с высоты 1 м или от действия электрической искры. Полимеры с возрастом более 20 суток в этих условиях не взрывают, однако после 10— 15-минутного пребывания на воздухе они становятся очень взрывчатыми (даже под водой). На более старые полимеры (полимеризация свыше 3 месяцев) пребывание на воздухе не оказывает подобного влияния. Авторы объясняют это тем, что более молодые продукты полимеризации сохраняют некоторую химическую активность и за счет имеющихся в их молекулах ненасыщенных или непрочных связей они взаимодействуют с кислородом воздуха, образуя перекисные соединения. При дальнейшем старении полимера завершается процесс сшивания молекул промежуточных соединений, что приводит к упрочнению продукта. Этому [c.67]

В атмосфере воздуха при воздействии тепла и солнечных лучей полиэтилен подвергается медленному окислению, в результате чего ухудшаются механические и электрические свойства полимера. Старение полиэтилена низкого давления протекает быстрее, ввиду повышенной склонности более длинных цепей к деструкции. Процесс теплового старения значительно замедляется при введении в полиэтилен антиокислителей, представляющих собой различные фенолы или амины, например дифенил-парафенилен-диамин [c.79]

Проведенные испытания на старение в естественных условиях труб из полиэтилена низкого давления, наполненного техническим углеродом, показали, что в течение 7 лет никаких изменений свойств не происходит (рис. 3.16) [74, 75]. Расчеты показали, что безнапорные трубы при 298 К можно эксплуатировать в течение более 50 лет. Трубы, работающие под давлением, могут эксплуатироваться в течение времени, которое следует определять с учетом изменения параметров, гарантирующих допустимое условное напряжение разрущения [74]. Использование полиэтилена для изготовления оболочек высоковольтных кабелей, обусловливает особые условия старения полимера, при которых помимо действия солнечного света, тел4пературы, влажности и других внешних факторов, материал подвергают действию электрического поля. Характерным видом разрущения в этом случае является электрический пробой, которому предшествует постепенное ухудшение электроизоляционных свойств в местах, где находятся различные включения, пустоты и другие дефекты, возникающие в процессе изготовления оболочек. В этих дефектных местах образуются так называемые древовидные токопроводящие следы [76]. [c.93]

Совместное действие и о в ы ш е и и ы х темн е-р а т у р и э л е к т р и ч о с кого по л я вызывает электрическое стареште нолимера, к-рое выра-н ается в нониженни F p и ру и увеличении диэлектрич. потерь со вре.меием. Причиной электрич. старения является деструкция полимера, вызванная илп уско-])еиная электрич. полем (окисление, химнч. превращения вследствие взаимодействия полимера с продуктами электрич. разряда пли под действием повышепттых темн-р п т. д.). Старение протекает более интенсивно в образцах, имеющих посторонние включения (нанолнители, воздушные пузырьки и т. п.). [c.377]

Следовательно, энергия активации процесса термоокислительной деструкции полимеров с неорганическими цепями молекул, рассчитанная по термоэластичности, выше, чем та же энергия для органических полимеров. Интересно, что расчет энергии активации, определенной по термоэластичности, довольно близко совпадает с расчетом энергии активации по падению пробивного электрического напряжения в процессе старения. В этом случае было найдено для полидиметилфенилсилоксана =33 ккал/моль и полиэтилентерефталата =24 ккал/моль. [c.277]

Как изолирующий материал фторопласт-4 применяется для кабелей и проводов высокого напряжения. Полимером покрывают дистанционные диски, коаксиальные кабели, применяемые в телевидении, в линиях передачи модуляции частот (рис. 19, 20). В электронике используются печатные схемы, где проводники впечатываются в изолирующие блоки из фторонласта-4. Из него делают цоколи для электрических ламп, переходные изоляторы (заменяющие янтарные) для ионизационных камер дозиметрической аппаратуры, конденсаторы для индивидуальных дозиметров и т. д. До последнего времени в высокочастотных установках применялся полистирол, обладаюпщй достаточно хорошими электрическими характеристиками, но недостаточно термостойкий (температура разложения 160°) и подверженный быстрому старению. Фторопласты с большим успехом заменяют полистирол во многих областях его применения. [c.140]

Отвержденные полиэфиры имеют хорошие электроизоляционные свойства. В связи с тем, что электрические свойства в значительной степени определяются содержанием полярных групп в полимерах, а также возможностью их ориентации в электрическом поле, состав и строение ненасыщенных полиэфиров и сшивающих мономеров оказывают заметное влияние на электрические свойства сополимеров на их основе. Так, отмечено [113], что сополимеры,полиэфиров фумаррвой кислоты отличаются несколько более высокими показателями электроизоляционных свойств, чем сополимеры полималеинатов. После старения в естественных условиях в течение трех лет для сополимеров фумаратов характерно меньшее, чем для полималеинатов, снижение показателей удельного поверхностного электрического сопротивления р (соответственно с 1,9-10 7 до 4,9-10 5 и с 5,6-1016 до 4,5.1014 Ом) [ИЗ]. [c.178]