پلیمرها به دلیل نارسایی الکتریکی در ساختار سیم و کابل های الکتریکی ، کابل های مخابراتی و … مصارف گسترده دارند . در یک مدار الکتریکی ، عایق وظیفه ممانعت از تماس و برقراری اتصال الکتریکی بین هادی در رشته سیم ها را بر عهده دارد . بر این اساس بسته به نیاز ویژه هر سیستم از گازها ، مایعات و جامدات می توان به عنوان عایق استفاده کرد . با وجودی که وظیفه عایق ، محدود کردن جریان برق از هادی به زمین و یا پتانسیل پایین تر است ، عایق های جامد نقش حفاظ الکتریکی / مکانیکی را نیز دارند . در سیم ها و کابل های فشار ضعیف ، عایق های جامد معمولا” علاوه بر خواص الکتریکی ، خواص مکانیکی مناسبی را نیز دارا هستند .
در هر وسیله برقی ، سیستم عایق بندی قابلیت اعتماد آن وسیله را تعیین می کند و نوع و کیفیت عایق بر قیمت ، وزن و کارائی وسیله تاثیر گذار خواهد بود . برای عایق بندی سیستم های برقی بندرت از یک ماده عایقی استفاده می شود و معمولا” چندین عایق مثل کاغذ ، فیلم ، نوار ، لاستیک ، روغن و … به صورت سری مورد استفاده قرار می گیرد .
عایق های جامد متداول ترین مواد عایقی مورد استفاده در مدارهای الکتریکی و سیم و کابل را تشکیل می دهند ، حتی در وسایلی که از عایق های گازی و یا مایع استفاده می کنند ماده جامد نیز بصورت سری استفاده می شود . در بسیاری موارد عایق جامد از ابتدا به صورت جامد مصرف می شود ولی در برخی موارد بصورت محلول ( حاوی پلیمری که بصورت جزیی پلیمر شده و یا پلیمر شدن آن کامل نشده است ) و یا سیستم های منومری مصرف می شود که پس از کاربرد ، کاملا” پلیمری شده و بصورت جامد در می آید .
پلیمر یا بسپار به موادی گفته می شود که ملکول آنها ساختار زنجیری دارد . به عبارت دیگر ماده ای که از مولکولهای عظیم الجثه ساخته شده که از اتصال ملکول های ساده تشکیل شده اند . مانند پلی اتیلن که از یک زنجیر پلی اتیلن تشکیل شده ، یا تراکم فنل و فرمالدئید ( با تولید آب ) رزین های فنل – فرمالدئید را تشکیل می دهد .
در پلیمرها واحد های تکرار شونده مونومر نامیده می شوند ، به عنوان مثال منومر پلی اتیلن ، گاز اتیلن است و یا منومر پی وی سی ، وینیل کلراید می باشد در اکثر منومرها بین کربن ها یک پیوند دوگانه کربن – کربن وجود دارد که این پیوند به هنگام پلیمر شدن شکسته شده و به دوطرف انتقال می یابد .
اگر زنجیره ملکولی از یک مونومر تشکیل شده باشد زنجیر را هوموپلیمر و اگر از دومنومر مختلف ساخته شده باشد زنجیر را کوپلیمر و اگر از سه مونومر تشکیل شود زنجیره را ترپولیمر می نامند .
امروزه مهمترین پلیمرها در صنعت سیم و کابل سازی با ویژگی های زیر رده بندی می شوند :
- گرمانرم ها
- گرماسخت ها
گرمانرم ها را می توان با افزودن گرما و یا برطرف نمودن آن به طور مکرر نرم و منجمد کرد . بر این اساس این مواد را می توان به دفعات در اکسترودر ، فرآیند تزریق و … فرآوری نمود .
در پلیمرهای گرماسخت پس از فرآیند خنک کاری ، گرمایش مجدد منجر به نرم شدن و جاری شدن پلیمر نمی شود . به طور کلی ، پلیمرهای گرماسخت را به عنوان مواد قابل بازیافت در نظر نمی گیرند .
از پلیمرهای گرمانرم می توان به عایق پلی اتیلن ( PE ) ، پلی پروپیلن ( PP ) ، پلی وینیل کلراید ( PVC ) و از پلیمرهای گرماسخت می توان به EPDM اشاره نمود .
پلیمرهای الاستومری موادی هستند که می توانند در صورت اعمال نیرو به صورت مکرر تغییر شکل داده و پس از برداشتن نیرو به شکل اولیه بازگردند . الاستومرها بر اساس ترکیب شیمیایی خود و نیز مکانیزم فرآوری می توانند به صورت گرمانرم یا گرما سخت باشند .
در ادامه ویژگی های عمومی پلیمرهای مورد مصرف در صنعت سیم و کابل بیان شده است .
مشخصات عمومی پلیمرهای مورد استفاده جهت عایق و روکش کابل
ویژگی | واحد | Material resistant to org. oils | Polyvinylchloride | Polyethylene | polyurethane | polytetrafluoroethylene | Tetrafluoroethylene Hexafluoropropylene copolymer | |
---|---|---|---|---|---|---|---|---|
نشانه اختصاری | – | Special TPE | PVC | PE | PUR | PTFE | FEP | |
نشانه در استاندارد VDE | – | – | Y | ۲Y | ۱۱Y | ۵Y | ۶Y | |
| C° | ۵۰- ۱۲۰+ | ۳۰- ۷۰+ | ۵۰- ۷۰+ | ۵۰- ۹۰+ | ۱۹۰- ۲۶۰+ | ۱۰۰- ۲۰۰+ | |
| ۱۰ | ۲/۴ | ۴/۰ | ۲/۳ | ۴/۰-۶/۰ | ۲/۱ | ۲/۱ | |
| Ω × cm | ۱۰۱۵۵ | ۱۰۱۲-۱۰۱۵ | ۱۰۱۷ | ۱۰۱۲ | ۱۰۱۸ | ۱۰۱۸ | |
| N × mm² | ۵-۲۰ | ۱۰-۲۵ | ۱۵-۳۰ | ۱۵-۴۵ | ۱۵-۴۵ | ۲۰-۲۵ | |
| % | ۴۰۰-۶۰۰ | ۱۵۰-۴۰۰ | ۴۰۰-۸۰۰ | ۳۰۰-۶۰۰ | ۲۴۰-۴۰۰ | ۲۵۰-۳۵۰ | |
| % | ۱-۲ | ۰/۴ | ۰/۱ | ۱/۵ | ۰/۰۱ | ۰/۰۱ | |
| – | خیلی خوب | خوب | خوب | خیلی خوب | خیلی خوب | خیلی خوب | |
| – | خوب | متوسط | متوسط | خوب | خیلی خوب | خیلی خوب | |
| – | مقاومت در برابر روغن های پایه ارگانیک : خیلی خوب | متوسط | متوسط | خوب | خیلی خوب | خیلی خوب | |
| – | قابل اشتعال | خود خاموش شونده | قابل اشتعال | خود خاموش شونده | غیر قابل اشتعال | غیر قابل اشتعال |
جدول دوم
ویژگی | واحد | Ethylene tetrafluoroethylene | Chloroprene rubber | Silicone rubber | Ethylene propylene dien rubber | THermoplastic elastomer polyolefin based | THermoplastic elastomer polyester based | |
---|---|---|---|---|---|---|---|---|
نشانه اختصاری | – | ETFE | CR | SL | EPDM | TPE-O | TPE-E | |
نشانه در استاندارد VDE | – | ۷Y | ۵G | ۲G | ۳G | – | ۱۲G | |
| C° | ۱۰۰- ۱۵۰+ | ۴۰- ۱۰۰+ | ۶۰- ۱۸۰+ | ۳۰- ۱۲۰+ | ۴۰- ۱۲۰+ | ۷۰- ۱۲۵+ | |
| ۱۰-۳ | ۲/۶ | ۶/۰-۸/۰ | ۲/۸-۳/۲ | ۳/۲ | ۲/۷-۳/۶ | ۳/۷-۵/۱ | |
| Ω × cm | ۱۰۱۶ | ۱۰۱۳ | ۱۰۱۵ | ۱۰۱۴ | ۵×۱۰۱۴ | ۱۰۱۲ | |
| N × mm² | ۴۰-۵۰ | ۱۰-۲۵ | ۵-۱۰ | ۵-۲۵ | ۶≤ | ۳-۲۵ | |
| % | ۱۰۰-۳۰۰ | ۳۰۰-۴۵۰ | ۲۰۰-۳۵۰ | ۲۰۰-۴۵۰ | ۴۰۰≤ | ۲۸۰-۶۵۰ | |
| % | ۰/۰۱ | ۱ | ۱/۰ | ۰/۰۲ | ۱/۵ | ۰/۳-۰/۶ | |
| – | خیلی خوب | خیلی خوب | خیلی خوب | خوب | متوسط | خیلی خوب | |
| – | خیلی خوب | متوسط | کم | متوسط | متوسط | خوب | |
| – | خیلی خوب | خوب | متوسط | متوسط | متوسط | خیلی خوب | |
| – | غیر قابل اشتعال | خود خاموش شونده | اشتعال پذیری سخت | قابل اشتعال | قابل اشتعال | قابل اشتعال |
منابع : tadbirkara.com و پارس الکتریک و simandcable.com