В этой статье мы бы хотели затронуть и обсудить тему температуры хрупкости полимерных материалов и кабельных изделий из них, а также - что может влиять на температуру хрупкости? Заложенные способности или химическая формула полимера, конечно, очень сильно влияют на его физико-механические свойства, в том числе на хрупкость, так, например, температура хрупкости полистирола из-за его химического строения лежит в области от + 80 до 100 С^о, а температура хрупкости полиэтилена ниже -40С^о.

Если говорить о термопластах и углубиться в тонкости с точки зрения физической химии полимеров, то многие связывают эти понятия с температурой стеклования, а кто-то связывает это со степенью кристалличности полимерного материала. Если материал наполненный, то со степенью наполнения и взаимодействия на границе раздела фаз наполнителя и основы, а также совместимости различных полимеров в композициях и.т.п.

Обычно понизить хрупкость термопластов (т.е. сделать их более стойкими к отрицательным температурам) пытаются за счёт изменения структуры материала. Этого добиваются введением модифицирующих добавок, каучуков, эластомеров. Также существует более сложный, но более эффективный метод - это сополимеризация с морозостойкими агентами (например, реакция между мономером этилена и полипропилена для получения блок сополимера, либо прививка боковой цепи бутена или октена к молекуле полиэтилена).

Хотелось бы отметить, что также на качество готового кабельного изделия и температуру хрупкости влияет технология нанесения изоляции и оболочки: температура расплава, скорость его охлаждения. Эти процессы влияют на итоговую кристаллическую структуру, и соответственно на температуру хрупкости.

Большинство людей, профессионально занимающихся полимерными материалами, знают вышеописанные принципы, но мало кто задумывается насколько разные значения и показатели температуры хрупкости материала можно получить, используя разные стандарты для её измерения.

Например, в ГОСТе 5960-72, который указывают производители материалов для кабельных изделий, в п 4.9 есть ссылка на ГОСТ 16782, а в пункте 4.9.1 (ГОСТ 5960-72) прописан экспресс метод определения температурной хрупкости.

Эти методы испытаний кардинально отличаются друг от друга.

В методе, который описан в ГОСТ 16782, используется удар по консольно-размещённому образцу бойком, а в методе, указанном в пункте 4.9.1, описывается метод изгиба с последующим сдавливанием. И те, и другие измерения проводятся при одинаково низких температурах, но какими разными могут получиться данные (на примере продуктов компании АО «МЕТАКЛЭЙ» для нефтепогружных насосов ММБ-1 и ММБ-2):

Интересно и то, что в пункте 4.9.2 указано, что при разногласиях в температуре хрупкости испытания проводят по пункту 4.9.1 (по экспресс-методу). Таким образом, потребитель может получить неполную информацию и, ожидая получить качественный, морозостойкий кабель с низкой температурой хрупкости, получит кабель, который при лёгком ударном воздействии будет поврежден.

ГОСТ 5960-72 определяет температуру хрупкости ПВХ, однако именно этот стандарт встречается в характеристиках полимерных композиций для нефтепогружных кабелей, где требования по хрупкости должны быть испытаны по ГОСТу 16782. Некоторые производители полимерных материалов вообще не указывают стандарт, по которому измерялся показатель морозостойкости в своих нормативных документациях, отображая только высокую стойкость к охрупчиванию при высоком минусе. Однако стойкость к охрупчиванию при изгибе и при ударе – это разные условия испытаний. В свою очередь, некоторые потребители кабельно-проводниковой продукции стали испытывать готовые кабели по методике ГОСТа 16782. В ходе тестирования кабелей по более «жестким» методикам потребителем может быть возвращена кабельно-проводниковая продукция на передел поставившему заводу.

В ходе изучения всех этих нюансов возник вопрос: как вы думаете - зачем столько неувязок и кому выгодно измерение морозостойкости по неэффективным методикам для кабельной продукции, где морозостойкость является одним из ключевых параметров? И кто в итоге несет ответственность – поставщик полимерных материалов или потребитель полимерных материалов, выпускающий готовое изделие с заданными свойствами по паспорту качества?

Компания АО «МЕТАКЛЭЙ» презентует линейку материалов для изоляции нефтепогружных кабелей, обладающих повышенной морозостойкостью для работы в условиях низких погодных температур Скачать в PDF (2.9 МБ)