Все контакты »
Система знаний » кабель статьи
Фотография гранулированного каучука SBS для кабельного термоэластопласта

Термоэластопласт взамен резины

Сравнение термоэластопласта (ТЭП) или термопластичного эластомера с резиной

Сравнение кабельного термоэластопласта и резины

Цель статьи: сравнить характеристики термоэластопласта (ТЭП) и резины, из которых изготавливают кабельную изоляцию и оболочку.
 
Сравнительные характеристики термоэластопласта и резины:
Параметр термоэластопласт
(наихудшие значения
из нижней таблицы)		 резина* Метод
испытания
из. об. из. об.
допустимая температура нагрева жилы, °С +75 – +75 –  
температуры эксплуатации, °С от -40 до +50 от -40 до +50  
плотность, г/см3 1,16-1,20 1,16-1,20 ≈1,2 ≈1,2 ГОСТ 15139
твёрдость по Шору шкала А, условные единицы 80 75 70-90 ГОСТ 24621
удельное объёмное электрическое сопротивление
при +20 °С, Ом·см		 1·1015 1·1014 1·1012 – ГОСТ 6433.2
электрическая прочность, В/см 30·104 25·104 15·104 –  
прочность при разрыве, МПа** 4,2 3,5 3,0 5,0 ГОСТ 11262
относительное удлинение при разрыве, % 450-600 550-600 250 200 ГОСТ 11262
 
Твердомер со шкалой А по Шору Лабораторные весы для измерения массы образцов
*Показатели изоляции типа РТИ-2 и оболочки типа РШ-2 по стандарту ГОСТ 2068.
Цифра «2» обозначает работу кабеля в средних и лёгких условиях, это относится к распространённым маркам кабелей:
**Сочетание единиц измерения прочности: 1 МПа = 1·106 Н/м2 = 0,1 кгс/см2.
Сокращения: из. – изоляция; об. – оболочка.
 

Выводы, ТЭП относительно резины:

  1. имеет лучшие изоляционные свойства;
  2. имеет меньшую прочность (не вулканизированный материал);
  3. не устойчив к повышенным температурам эксплуатации;
  4. перерабатывается при утилизации (экологичный материал).
Выводы представлены над основной частью материала, но следуют из информации, которая представлена ниже.
 
 

Преимущества и недостатки термоэластопласта относительно резины

Далее рассматриваем кабельный термоэластопласт или термопластичный эластомер на основе синтетического каучука марки SBS.
 

Каучук

Возможные аббревиатуры каучука:
  • SBS – styrene-butadiene-styrene;
  • СБС – стирол-бутадиен-стирол;
  • СКС – синтетический каучук стирольный.
Основные международные производители каучука (контейнерные партии мешками массой 800-900 кг типа big-bag):
 

Плюсы и минусы ТЭП

Бутадиен-стирольный термоэластопласт – продукт блок-сополимеризации стирола и бутадиена в растворе углеводородов в присутствии литийорганического катализатора.
Блок-сополимеризация – процесс образования высокомолекулярного вещества из блоков стирола по концам и блока бутадиена в центре.
 
Преимущества термоэластопласта:
  • стойкость к ультрафиолетовому облучению (эксплуатация изделий в уличных условиях);
  • стойкость к воде;
  • устойчивость к растворам солей, щелочей, к слабым концентрациям кислот, спирту, бензину, моющим средствам;
  • лёгкая переработка (литьё под давлением, экструзия, выдув), а также последующая утилизация – технологичный материал;
  • хорошее относительное удлинение (эластичный материал).
Недостатки термоэластопласта:
  • максимальная рабочая температура +50 °С (жёсткое ограничение), кратковременно выдерживает +120 °С – при превышение материал «потечёт» (например, производители обуви указывают на возможность исчезновения рисунка на подошве, после эксплуатации в жаркую погоду, асфальт на солнце нагревается выше указанной температуры);
  • бархатистая поверхность – гладкости как у резины не достичь (например, подошву из ТЭП не производят для брендовой обуви);
  • готовый материал получают, минуя стадию вулканизации (сшивание молекул в пространственную структуру, как у резины) – ниже прочностные характеристики.
Зоны экструдера Температуры при переработке ТЭП, °С
питания (следующая после загрузки) +90
дозирования +(110-120)
плавления +(130-145)
выдавливания +(160-165)
формующей головки +(170-175)
Таблица показывает температуры, при которых термоэластопласт получает необходимую пластичность для конкретной зоны оборудования (например, экструдера).
 

Вулканизация (пространственная сшивка молекул каучука)

Сырая резина – смесь каучука с дополнительными компонентами:
  • наполнителями (мел, технический углерод, полидисперсная кремниевая кислота) – чем мельче частицы, тем прочнее материал;
  • пластификаторами (нефтяные масла, дибутилфталат) – повышают эластичность;
  • противостарителями (бисфенолы, диамины) – увеличивают срок службы;
  • вулканизирующими реагентами (сера, пероксиды, оксиды металлов) – сшивают молекулы каучука в пространственную сетку;
  • ускорителями и активаторами вулканизации;
  • красителями.
После вулканизации в готовой резине относительно каучука повышается прочность, твёрдость, эластичность, снижается пластичность, снижается растворимость в органических растворителях.
Резина в зависимости от содержания серы (вулканизирующего реагента):
  • мягкая (1-3 % серы);
  • полутвёрдая;
  • твёрдая (более 30 % серы, например, эбонит).
 
 

Технические характеристики термоэластопласта

Верхняя таблица заполнена данными ТЭП из нижеследующей таблицы, при этом принимали минимальные / наихудшие значения.
 
Характеристики термопластичного эластомера для кабельной промышленности по данным 3 производителей:
Характеристики
кабельного
термоэластопласта		 Lekron Днепровский
кабельный
завод		 Эко
компаунд
групп
из. об. из. об. из. об.
плотность, г/см3 1,16-1,20 1,16-1,20 1,28 1,30 1,25 1,25
твёрдость по Шору шкала А, условные единицы 80 75 82 75 80 75
показатель текучести расплава (+190 °С; 5 кг), г/10 мин 3,0 5,0 6,5 7,2 нд нд
удельное объёмное электрическое сопротивление
при +20 °С, Ом·см		 1·1015 1·1014 1,3·1015 1,3·1015 1·1015 1·1014
прочность при разрыве, МПа 4,2 3,5 5,98 5,98 4,2 3,5
относительное удлинение при разрыве, % 450 550 615 600 450 550
сопротивление раздиру, Н/мм нд нд нд нд 10 9
электрическая прочность, В/см нд нд нд нд 30·104 25·104
Сокращения:
  • из. – изоляционный материал;
  • об. – материал для оболочки;
  • нд – нет данных.

Источники информации:
  • стандарт ГОСТ 2068 (характеристики вулканизированной резины для изоляции и оболочки);
  • интернет-страницы производителей кабельного термоэластопласта: Lekron, Днепровский кабельный завод, Эко компаунд групп;
  • интернет-страницы производителей каучука SBS.