Фотография проводов с изоляцией из поливинилхлоридного пластиката (марка ПВ3)

Состав и характеристики ПВХ пластиката

Описание состава поливинилхлоридного (ПВХ) пластиката для кабельной промышленности, табличные характеристики полимера, ссылки на кабели, провода и шнуры выпускаемые с изоляцией и оболочкой, разъяснение понятия двойной изоляции

Поливинилхлоридный пластикат для изоляции и оболочки

Поливинилхлоридный (сокращение ПВХ) пластикат применяется в кабельной промышленности для изготовления изоляции и оболочек для кабелей, проводов и шнуров. Отличаются хорошими изоляционными свойствами, высокой механической прочностью и стойкостью к солнечной радиации.
Полимер представляет собой комплекс добавок к основному веществу – поливинилхлориду. Поливинилхлорид образуется при помощи полимеризации хлористого винила в воде при температуре от +40 до +50⁰С под избыточным давлением около 50-70 Н/мм2. Сам хлористый винил выделяют из ацетилена и этилена при крекинге и пиролизе нефтяных продуктов, сухой перегонке каменного угля либо получают из природного газа.
 

Кабели, провода и шнуры с применением ПВХ пластиката

Ниже предложен список кабелей, проводов и шнуров, которые выложены в интернет-магазине и изготавливаются с использованием поливинилхлоридного пластиката:
  • силовой кабель марки ВВГ;
  • плоский провод марки ВВГ-П;
  • медный кабель марки ВВГнг в изоляции и оболочке пониженной горючести;
  • кабель марки ВВГнг-LS пониженной горючести с пониженным выделением газа и дыма при воспламенении;
  • бронированный кабель марки АВБбШв под прокладку в земле (изоляция, стальные ленты, защитный шланг)
  • монтажный провод марки ПВ1;
  • установочный гибкий провод ПВ3;
  • бытовой провод ПВС;
  • шнур марки ШВВП для бытового использования.

Составляющие поливинилхлоридного пластиката

Для придания полимерному материалу соответствующих свойств, вводят специальные вещества, которые вызывают приобретение как положительных, так и отрицательных характеристик. Например, для изоляционного ПВХ пластиката требуется получить хорошие электрические характеристики, а для ПВХ пластиката под создание оболочки нужны повышенные механические характеристики, улучшенная стойкость к солнечной радиации и предотвращение развития микроорганизмов.
Состав ПВХ пластиката:
  • основная смола – полимеризированный хлористый винил;
  • пластификаторы (конкретные вещества описаны ниже) – вводятся с целью придания полимеру технологичности (получают более эластичный материал, однако ухудшаются стойкость к химическим веществам и температуре,  а также снижаются электрические параметры);
  • антиоксиданты (дифенилпропан) – добавляют совместно с пластификаторами для продолжительного сохранения удельного сопротивления, эластичности при отрицательных температурах;
  • стабилизаторы (углекислый свинец, соль стеариновой кислоты, кадмия, кальция, стронция и бария) – вводятся для повышения температуры разложения пластиката (связывают хлористый водород, который способен улетучиваться при t ≥ +140⁰C);
  • пигментные красители для окраски полимера с целью различения токопроводящих жил (в скобках обозначен получаемый цвет, всего получают до 12 цветов): двуокись титана (белый), сажа (чёрный), пигмент голубой фталоцианиновый (синий); редоксайд (красный), креп жёлтый или оранжевый (жёлтый), лак рубиновый (малиновый);
  • фунгициды – угнетают развитие микроорганизмов, вводят в ПВХ оболочку для кабелей и проводов в тропическом исполнении
  • наполнители (кварцевая мука, двуокись кремния, тальк, карбонат кальция или свинца) – добавляют с целью снижения себестоимости конечного материала, вводят не более пятой части от общей массы.
Свойства полимера получаемые при помощи внедрения конкретных пластификаторов:
  • совол и диоктилфталат – наибольшее электрическое сопротивление;
  • эфиры фталевой, себациновой и адипиновой кислоты – хорошая стойкость к маслам, низкая летучесть (продолжительный срок службы пластиката), повышенная стойкость к старению;
  • дидецил, себацинат – повышают рабочую температуру изоляции до 90-105⁰C.
При пребывании поливинилхлоридного пластиката под солнечными лучами и при воздействии повышенных температур из-за нагрева токопроводящей жилы, он стареет – процессы приводящие к снижению эластичности и стойкости к низким температурам. Старение возникает вследствие испарения пластификатора, наибольшим образом проявляется на поверхности. Причём в начальный момент времени, гибкость полимера возрастает из-за задерживающихся продуктов распада пластификатора, а после их окончательного улетучивания эластичность заметно понижается.
Главное отличие изоляционного ПВХ пластиката от полимера для оболочки состоит в другом наборе пластификаторов и стабилизаторов. Для шлангового пластиката под оболочку требуется высокая стойкость к световому старению и механические характеристики, а для изоляции интересны электрические качества.
 

Двойная изоляция

Перечисленные выше проводники в «простом» разговоре могут обозначать, как кабели и провода с двойной изоляцией, что по сути не верно. Имеется поливинилхлоридная изоляция и оболочка, у которых разные выполняемые функции (здесь нет двойной изоляции).
Может быть подразумевается основная изоляция (на самой жиле) и поясная изоляция (вокруг скрутки жил), но такие конструктивные решения применяются только в сложных кабельных изделиях для снижения вероятности пробоя (например, в высоковольтных кабелях с изоляцией из сшитого полиэтилена). В проводниках общепромышленного назначения подобная конструкция не нужна, только из одного соображения добавочной стоимости.
То есть двойная изоляция = изоляция + оболочка.
 

Технические характеристики полимера на основе поливинилхлорида

Ниже приведена таблица, в которой отражены основные технические характеристики поливинилхлоридных пластикатов различных рецептур под изоляцию и оболочку.
 
Технические характеристики № рецептуры
изоляционного ПВХ пластиката
№ рецептуры
ПВХ пластиката для оболочки
38 11 230, 251 489 948 тепло-стойкий 239, 288 301 1183, 355
Плотность, г / см3 1,32 1,30 1,31 1,36 1,21 1,34 1,30 1,30 1,26
Предел прочности при разрыве, Н / см2 1300-1600 1800-2200 1800-2300 2000-2500 1000-1200 2000-2500 1600-1800 1500-1650 1200-1300
Относительное удлинение, % 220-240 210-270 200-280 230-260 320-440 200-250 280-300 280-310 300-400
Нижний предел температуры, ⁰C -15 -40 -40 -50 -55 -15 -40 -50 -60
Водопоглощение в дистиллированной воде (при t = +20⁰C в течение календарного месяца), % 0,2-0,3 0,6-0,8 0,7-0,9 0,25-0,3 1,0-1,2 0,2-0,4 0,7-0,9 1,0-1,2 1,0-1,2
Коэффициент влагопроницаемости, г [см·(мм рт. ст.)·ч]             3,5·10-8 (3-5)·10-8 3,5·10-8
Твёрдость по Шору: при  t = +20⁰C 65 80 90 97 62 97 80 75 65
                                  при  t = +70⁰C - 62 68 80 - 80 62 60 55
Температура разложения пластиката, ⁰C 170-195 240-250 220-250 240-260 220-240 240-250 220-250 220-250 220-240
Температура размягчения полимера, ⁰C 150-160 170-175 175-180 180-185 160-170 185-190 170-175 170-175 160-170
Снижение массы, %:  
при t = +105⁰C в течение 96 часов - 1,2-1,4 1,12-1,36 0,5-0,6 0,8-0,9 0,4-0,5 1,0-1,5 0,5-0,7 0,6-0,8
при t = +160⁰C в течение 6 часов 6,0-7,0 0,8-2,0 0,9-2,2 2,2-2,5 2,7-3,0 0,2-0,5 1,7-2,8 2,0-2,2 2,0-2,3
Стойкость к старению в везерометре при t = +70⁰C, часы - 1000 1000 1000 - 1000 3000 3000 3000
ρv (удельное объёмное сопротивление), ·1012·Ом·см:  
при  t = +20⁰C (10-30) 100 (10-30) (20-50) 1 500 0,47 (0,2-0,5) (0,5-0,7)
при  t = +70⁰C - (0,5-0,7) (0,1-0,3) (0,1-0,3) - (3-5) - - -
tg δ (угол диэлектрических потерь) - 0,04 0,07 0,06 - 0,02 - - -
ε (диэлектрическая проницаемость) - 4-5 5-6 4-5 - 3,5-4,0 - - -
Е (электрическая прочность), кВ / мм - 50-60 50-60 50-60 - 50-60 - - -

Список использованной литературы
Белоруссов Н. И. Электрические кабели и провода. - М.: Энергия, 1971 - 512 с.
Табличные данные в точности соответствуют таблицам 8-4 и 11-4 источника.