Предприятия отрасли

Испытания полимеров

12.10.2021 17:39
Просмотров: 1087
МЕТАКЛЭЙ
ПОЛИМЕРЫ
КОМПОЗИТЫ

В связи с постоянным увеличением ассортимента полимерных материалов применяемых при изготовлении кабельных изделий, кабельные заводы всё чаще сталкиваются с проблемами прогнозирования свойств, которые они получат на готовом изделии. Не всегда полученные результаты на кабельно-проводниковом изделии соответствуют показателям качества исходных полимерных материалов.

 

Рассмотрим такой параметр как прочность

В ГОСТ 31996-2012 указаны минимальные прочностные характеристики изоляции и оболочек кабельных изделий. Для полиэтиленовой оболочки минимальные значения прочности -12,5 МПа, и относительного удлинения 300%.

В соответствии с ГОСТ IEC 60811 измерения этих параметров проводят на готовых кабельных изделиях, вырубая образец специальной лопаткой из полимерного слоя, что уже был нанесен на кабель методом экструзии.

Наиболее часто, для изготовления оболочек кабельных изделий применяются такие материалы как полиэтилены марок: 153-10К и 273-81К. В соответствии с ГОСТ 16336-2013 эти материалы имеют минимальные значения прочности и удлинения, (прим. 13.7 МПа и 600% и 22,6 МПа и 550% соответственно) но методики измерения этих параметров кардинально отличаются от описанных в кабельном стандарте.

Для измерения свойств материалов 153-10К и 273-81К образцы изготавливаются методом прессования при определённой температуре и давлении. Затем из пресс пластин вырубаются лопатки несколько другой формы и размера и уже на них проводят испытания. Несоответствие методик изготовления образцов, методом прессования и экструзии (метод производства кабельно-проводниковой продукции), влияют на конечные значения полученных свойств.

Существенный вклад в конечные результаты значений также вносит скорость растяжения. Так для полиэтилена марки 153-10К, изготовленного на основе полиэтилена низкой плотности она составляет 500 мм/мин, а для полиэтилена марки 273-81К изготовленного на основе полиэтилена высокой плотности 50 мм/мин, что является существенной разницей. В кабельном стандарте прописаны скорости измерения 250 мм/мин для всех марок полиэтиленовых изоляций и оболочек, а при спорных вопросах необходимо использовать новые образцы и проводить измерения повторно при скорости 25 мм/мин.

Возникает закономерный вопрос, с чем вызваны такие различия в скоростях измерения? Исторически так сложилось, что первым был изобретён полиэтилен низкой плотности, и для него скорость растяжения не так сильно сказывается на получаемых значениях прочности и удлинения, поэтому для ускорения процесса работы по приёмке и отпуска материалов, в стандарте была прописана скорость 500мм/мин. Полиэтилен высокой плотности был изобретён позже, и скорость растяжения существенно влияет на его конечные результаты прочности и удлинения. Полиэтилен высокой плотности имеет иную структуру и при растяжении увеличивает свою прочность путём ориентационной кристаллизации, чем медленней скорость растяжения, тем более упорядоченные и прочные кристаллические структуры успевают образоваться. Так для полиэтиленов высокой плотности значения прочности и относительного удлинения при повышении скорости растяжения будут снижаться.

  • На данный момент на рынке появляется всё больше и больше материалов, состоящих из различных композиций полиолефинов, различных структур и разнообразных наполнителей (прим. Безгалогеновые композиции, сшиваемые композиции и т.д).

  • Конструкции кабельных экструдеров и их шнеков существенно различаются, различаются температурные режимы переработки, различаются конструкции головки экструдера.

  • Всё больше на конечные свойства кабельных изделий оказывает влияние методики изготовления и измерения образцов материалов, всё сложнее прогнозировать конечные свойства кабельных изделий исходя из изначальных свойств материалов.

Сложно представить как измерить такие важные параметры, как тепловая деформация и трещиностойкость, не используя экструзионный способ получения образцов.

В некоторых странах, для приближения свойств конечного материала указанного в паспорте качества производителя и свойств готового кабеля стали применяться методики изготовления образцов наиболее приближенные к изготовлению кабеля.

Компания АО «МЕТАКЛЭЙ» для исследования и разработки своих композиций применяемых в кабельной промышленности, для более глубокой оценки и прогнозирования свойств на конечных изделиях специальные ленточные экструдеры, которые наиболее близко повторяют методику изготовления образцов, на кабельных линиях клиента. Образцы вырубаются и испытываются в соответствии с кабельными стандартами.