La fiabilidad de los cables durante el funcionamiento a largo plazo (25-40 años) está relacionada en gran medida con la intensidad del envejecimiento del aislamiento polimérico. Ahora se ha establecido que el envejecimiento del polietileno, que es el principal material aislante de los cables eléctricos, bajo la influencia de un campo eléctrico está determinado principalmente por la presencia de falta de homogeneidad en el aislamiento que se produce tanto durante la producción de los cables como inherente a la el propio material aislante en el estado inicial. Si hay falta de homogeneidad en el aislamiento polimérico del cable, entonces, durante la operación, comienzan a desarrollarse canales conductores en este aislamiento, conocidos como dendritas (formaciones en forma de árbol) o árboles.

Los estudios de aislamiento de cables durante el funcionamiento han revelado dos tipos de treeings: los treeings de origen puramente eléctrico y los llamados treeings de agua (principalmente de origen electroquímico).

Treeings de origen eléctrico surgen y se desarrollan solo cuando se exponen a corriente alterna, así como también cuando se pulsan a voltajes muy altos. Se forman en lugares donde se concentra la fuerza del campo eléctrico, cuyo valor no conduce a una ruptura inmediata, pero es lo suficientemente alto como para ionizar la inclusión de gas. A intensidades de campo eléctrico bajas, los árboles eléctricos se forman solo después de una operación muy larga. Con el desarrollo de árboles de origen eléctrico, el nivel de descargas parciales en el aislamiento del cable aumenta notablemente. Por lo tanto, si no hay cavidades de cierto tamaño en el aislamiento del cable, los árboles eléctricos se desarrollan con bastante lentitud y es posible que no afecten el rendimiento de los cables. El tamaño máximo de las inclusiones (cavidades) debe ser inferior al tamaño en el que se producen descargas parciales a la tensión de funcionamiento. Aproximadamente, se puede considerar que el tamaño máximo de los huecos para un cable para un voltaje de 66-69 kV debe ser de 80 micrones, y para un voltaje de 110-154 kV - 50 micrones. Los datos experimentales indican que la rigidez eléctrica del cable a tensión alterna depende de la distribución de las cavidades en el aislamiento, incluidas las pequeñas en las que no se producen descargas parciales ni siquiera a las tensiones de funcionamiento.

Educación en aislamiento arboles de agua debido a la penetración de la humedad en el aislamiento del cable. Este proceso se puede representar de la siguiente manera: la presencia de humedad en el aislamiento conduce a su condensación en lugares de falta de homogeneidad, la formación y crecimiento de arboles de agua, seguido por un deterioro en las características eléctricas del aislamiento, en particular, una disminución en fuerza eléctrica, lo que puede conducir a la rotura del cable. La humedad penetra en el aislamiento tanto como resultado del proceso de difusión a través de la funda de plástico, como por defectos en la funda y el aislamiento bajo la acción de un campo eléctrico. Se ha encontrado que, en general, la penetración del agua en un polímero depende de la temperatura, el campo eléctrico y el tipo y cantidad de iones contenidos en el agua. Un cambio de temperatura provoca condensación de agua en los microhuecos del aislamiento del cable, suciedad o pantallas irregulares. Un mayor crecimiento de la formación de árboles está asociado con la formación de microhuecos adicionales ubicados cerca del origen de la formación de árboles. Se cree que la expansión de la zona de formación del árbol se debe a la penetración de moléculas en las microfisuras del material como resultado de fenómenos como la electroforesis, la dielectroforesis y las fuerzas de Maxwell asociadas con la presencia de un campo eléctrico. La tasa de aparición y crecimiento de las arborescencias de origen electroquímico se ve afectada por la resistencia específica del aislamiento, la estructura molecular y microfísica del material y la presencia de rellenos.

Con el desarrollo de treeings de origen electroquímico no se observa un aumento de las descargas parciales ni un aumento significativo de tgδ,sin embargo, la resistencia de aislamiento se reduce notablemente. Con el desarrollo de los treeings de origen electroquímico, no se produce un aumento de las descargas parciales ni un aumento significativo de las tg 5, sin embargo, la resistencia de aislamiento se reduce notablemente. Apariencia Las formaciones de árboles de origen electroquímico difieren de las formaciones de árboles de origen eléctrico.origen (Fig. 1). Sus canales son mucho más pequeños, y los mismos árboles tienen formas características (formaciones ramificadas en forma de árbol o árboles como "arco" o "mariposa") e incluso color. Si los canales están formados por agua, entonces son de color blanco, si hay productos de corrosión de cobre o hierro en el agua, entonces son oscuros o azulados.

Arroz. 1. Formación de árboles en aislamiento de polímeros:

a - árbol de origen eléctrico, obtenido en el laboratorio de VNIIKP;

B - treeing de origen eléctrico, detectado en un cable roto;

c - treeing de origen acuático, obtenido en el laboratorio de VNIIKP (treeing del tipo "arco");

d - treeing de origen agua, detectado en un cable perforado (treeing del tipo "fan")

La tasa de formación de un árbol electroquímico disminuye con el tiempo, lo que se explica por la ramificación del canal y la creación de un efecto de protección que debilita la fuerza del campo eléctrico en los extremos del canal. A veces, incluso después del desarrollo completo del canal, la rigidez dieléctrica del aislamiento supera los 2 MV/m, ya que las dimensiones de los canales son muy pequeñas al principio (menos de 1 μm). Sin embargo, con el tiempo, las dimensiones de los canales aumentan y su fuerza eléctrica disminuye, lo que finalmente conduce a la rotura del cable. Si durante el desarrollo de los treeings el cable se somete a sobretensiones importantes, esto puede dar lugar a la transición de un canal de origen electroquímico a un canal de origen eléctrico y la posterior rotura del cable.

Formaciones ramificadas en forma de árbol comienzan a desarrollarse en la superficie del aislamiento, principalmente en el área en la que existe una heterogeneidad de la estructura del aislamiento en el borde con pantallas conductoras de electricidad a lo largo del núcleo o aislamiento. Los árboles de este tipo pueden tener varios milímetros de largo.

La formación de árboles conduce a concentraciones locales del campo eléctrico en el aislamiento del cable, ya que los microhuecos llenos de agua forman un dieléctrico con una constante dieléctrica más alta que la del material aislante principal. Además, en el área de formación de árboles, donde hay microhuecos llenos de agua, surgen tensiones mecánicas que contribuyen a una disminución de la fuerza del campo eléctrico, en el que se desarrolla la formación de árboles de agua.

También existe el punto de vista de que el área de aislamiento con árboles sufre una oxidación más rápida con el tiempo, envejece más rápido y, como resultado, se produce la ruptura del aislamiento.

La necesidad de minimizar o suprimir el proceso de formación de árboles se tiene en cuenta al diseñar cables con aislamiento de polímero y desarrollar su tecnología de fabricación. El principal factor que influye en la aparición y el crecimiento de los canales son los aumentos locales de la intensidad del campo eléctrico en el cable, causados ​​por la falta de homogeneidad de la superficie de las pantallas conductoras de electricidad y la presencia de huecos y contaminación en el aislamiento. Por lo tanto, en el diseño de cables, para aumentar la uniformidad de la superficie de las pantallas semiconductoras, generalmente se prevé un núcleo compactado y la sustitución de las pantallas de cinta por otras extruidas.

La cubierta exterior utilizada debe evitar la penetración de humedad en el aislamiento. Esto se logra ya sea aumentando el grosor de la manguera de polietileno, o usando una capa adicional de metal o cinta de metal y plástico, o usando metal como material de revestimiento.

En la producción de cables con aislamiento plástico, se debe garantizar la máxima pureza de los materiales aislantes y conductores de electricidad utilizados. Se están desarrollando compuestos aislantes especiales con mayor resistencia a la formación de árboles de agua. Es posible utilizar estabilizadores especiales.

Las líneas tecnológicas para la fabricación de cables con aislamiento plástico deberán prever la aplicación de pantallas y aislamiento, a ser posible, libres de huecos, inclusiones, etc. El motivo de la formación de vacíos y contaminación puede ser la pureza insuficiente de los gránulos de polietileno cargados en la prensa, seleccionados incorrectamente régimen de temperatura en los dispositivos de prensa y refrigeración, así como el ajuste flojo de la pantalla al aislamiento. Se presentan requisitos adicionales para equipos para la aplicación de polietileno reticulado. Hasta hace poco tiempo, el método de vulcanización de polietileno en un ambiente de vapor fue ampliamente utilizado. Los estudios han demostrado que con este método, el vapor se difunde en el aislamiento con la formación de microcavidades en las que, cuando se enfría, se condensan las gotas de agua más pequeñas. Con una intensidad de campo operativo suficientemente alta en el aislamiento, esta humedad acortará la vida útil del cable. Por lo tanto, para la fabricación de cables de alta tensión con aislamiento XLPE, la vulcanización debe realizarse en un ambiente libre de vapor, por ejemplo, en un ambiente de gas inerte.

Las principales actividades que deben llevarse a cabo al organizar la producción de cables con aislamiento de plástico de alta tensión son las siguientes:

• exclusión de la entrada de polvo en el polietileno tanto durante su fabricación como durante el transporte, la carga y la extrusión;
• garantizar la imposición de pantallas y aislamiento en un núcleo conductor en un solo paso a través de la extrusora, para lo cual se deben usar extrusoras de tipo dual (esto reduce la cantidad de vacíos entre el aislamiento y las pantallas);
• el uso de un medio sin vapor para reticular polietileno;
• asegurar un enfriamiento suficientemente suave del cable que sale de la prensa; el menor número de cavidades en el aislamiento se obtiene cuando el cable se enfría bajo presión.

Literatura:

Larina E.T. Cables de poder y líneas de cable. - M.: Energoatomizdat, 1984, 368 p.

Uno de los materiales más populares para la reparación de tuberías metálicas, así como para su protección contra la corrosión, son los polímeros. cintas bituminosas Las cintas de betún polimérico se fabrican aplicando masilla de betún-polímero fundido sobre una cinta base de cloruro de polivinilo o polietileno. Tienen altas propiedades anticorrosivas y, a menudo, se usan para proporcionar un aislamiento confiable de costuras y juntas en la superficie de varias estructuras de edificios y tuberías. Además, estos materiales son ampliamente utilizados si es necesario realizar rápidamente varias reparaciones en tuberías para diversos fines. Dependiendo de la formulación de la masilla, las cintas se fabrican para uso en verano e invierno.

Los materiales bituminosos poliméricos presentan una serie de características que les confieren todas sus ventajas. En primer lugar, es una base polimérica sobre la que se aplica masilla bituminosa. Los polímeros son compuestos de alto peso molecular. Sus variedades sintéticas, que se utilizan en la producción de materiales modernos como Litcore o Pirma, tienen propiedades tan notables como la resistencia, la durabilidad, la ausencia de grietas y rupturas incluso bajo estrés severo, también tiene una capa de masilla bituminosa, debido a que se produce la adhesión a la tubería. Durante trabajo de instalación la cinta se instala con una capa de masilla a la tubería, no permita arrugas e irregularidades. Luego se calienta el material, durante el cual se fija la masilla. Durante el enfriamiento, se forma una conexión confiable que puede soportar las cargas más severas. Las cintas de polímero y betún se usan junto con una imprimación especial, una imprimación que le permite lograr una mejor conexión entre la superficie de la tubería y la capa de betún. El proceso de instalación del aislamiento es bastante simple y no lleva mucho tiempo. Al mismo tiempo, dicha protección es muy confiable y dura años, evitando la corrosión en las juntas.

cinta betún polímero LITKOR a base de masilla TRANSKOR está destinado a la protección contra la autocorrosión de oleoductos y gasoductos subterráneos de acero, así como tuberías de productos y tuberías de agua con una temperatura del producto transportado de hasta más 40 ° C en los diseños de recubrimientos protectores No. 18 y 21 según GOST R 51164-98, No. 5 y 6 según GOST R 9.602-2005. La cinta LITKOR también se utiliza para aislar uniones soldadas en tuberías preaisladas y reparar áreas dañadas. LITKOR ha encontrado una amplia aplicación en el aislamiento de depósitos subterráneos y superficiales. Gracias a la exclusiva cinta a base de cloruro de polivinilo y a varios anchos de rollo, LITKOR es igualmente fácil de aplicar tanto a mano como a máquina.
dependiendo de la receta masilla de polímero-betún La cinta LITKOR se produce en dos tipos: LITKOR-L (verano) y LITKOR-3 (invierno).

cinta betún polímero LITKOR-NN Un desarrollo relativamente nuevo basado en la masilla BITKOR-R está diseñado para proteger contra la corrosión la superficie exterior de oleoductos y gasoductos de acero subterráneos, oleoductos y conductos de agua sin limitar su diámetro a una temperatura del producto transportado no superior a más 50 °C La cinta se utiliza en los diseños de recubrimientos protectores No. 18 y 21 de acuerdo con GOST R 51164-98, No. 5 y 6 de acuerdo con GOST R 9.602-2005. LITKOR-NN es una cinta a base de policloruro de vinilo polimérico (o polietileno) con masilla bituminosa polimérica "BITKOR-R" aplicada en una cara.

Cinta de polímero-betún PIRMA, desarrollado en la Academia de Servicios Públicos que lleva el nombre de K.D. Pamfilova, basado en una masilla especial con propiedades adhesivas mejoradas, está diseñado para proteger contra la corrosión tuberías subterráneas de acero para diversos fines con una temperatura del producto transportado de hasta más 40 ° C, incluido urbano gas, tuberías de agua y principales oleoductos y gasoductos. La cinta se utiliza en los diseños de recubrimientos protectores No. 5 y 6 de acuerdo con GOST 9.602-2005. La cinta de cloruro de polivinilo sin capa adhesiva se utiliza como cinta base. Dependiendo de la formulación de la masilla bituminosa polimérica, la cinta LITKOR se produce en dos tipos: PIRMA-1-L (verano) y PIRMA-1-3 (invierno).

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• Tabla de contenido
• Introducción
• 1. Clasificación
• 2. Propiedades
• 2.1 Indicadores de fuerza
• 2.2 Propiedades térmicas
• 2.3 Exposición a la humedad
• 2.4 Resistencia a la intemperie
• 2.5 Resistencia al fuego
• 2.6 Bioestabilidad
• Bibliografía
• Introducción
• Hasta la fecha, un gran número de polímeros industriales Materiales aislantes, que difieren en sus características y origen. Este tipo de material se distingue por una fuerza significativa, resistencia al calor, golpes, humedad y algunos materiales incluso tienen propiedades de resistencia dieléctrica, eléctrica y química, lo que les permite ser utilizados en diversas industrias y aumentar la vida útil de estructuras y mecanismos.
• 1. Clasificación
• Para empezar, analizaremos la definición de "Materiales aislantes poliméricos".
• Los polímeros son sustancias inorgánicas y orgánicas, amorfas y cristalinas, que consisten en "unidades monoméricas" conectadas en largas macromoléculas por enlaces químicos o de coordinación.
• Un aislador es un medio para aislar (separar, separar, delimitar) algo del resto del entorno.
• Los materiales poliméricos eléctricamente aislantes se denominan materiales dieléctricos diseñados para crear un aislamiento eléctrico de partes conductoras de corriente en dispositivos eléctricos y radioelectrónicos. El aislamiento eléctrico es una parte integral circuito eléctrico y sobre todo se necesita para no pasar corriente por imprevistos circuito electrico círculos
• Los dieléctricos utilizados como materiales de aislamiento eléctrico se denominan pasivos. Los llamados dieléctricos activos son ampliamente utilizados, cuyos parámetros pueden controlarse cambiando la intensidad del campo eléctrico, la temperatura, la tensión mecánica y otros parámetros de los factores que los afectan. Por ejemplo, un condensador, en el que un piezoeléctrico sirve como material dieléctrico, cambia sus dimensiones lineales bajo la acción de una corriente alterna aplicada y se convierte en un generador de vibraciones mecánicas.
• Según el estado de agregación, los materiales dieléctricos se dividen en gas, líquido y sólido. Por origen, los materiales dieléctricos se distinguen naturales, que se pueden utilizar sin procesamiento químico y artificiales, que se producen mediante el procesamiento químico de materias primas naturales, y sintéticos, que se obtienen durante la síntesis química.
• Por composición química se dividen en orgánicos, que son compuestos de carbono con hidrógeno, nitrógeno, oxígeno y otros elementos; organoelemento; cuyas moléculas incluyen silicio atómico, magnesio, aluminio, titanio, hierro y otros elementos; inorgánico - no contienen carbono en su composición.
• Arroz. Aislamiento térmico
• Estructura de espuma de poliestireno a gran aumento
• Arroz. Barrera de vapor: modelo polipropileno
• Arroz. Aislante eléctrico: cloruro de polivinilo
• Arroz. Impermeabilización: hormigón polímero
• Arroz. Insonorizado y resistente a las vibraciones: espuma de poliuretano (gomaespuma)
• 2. Propiedades
• Consideremos con más detalle las propiedades de los materiales aislantes eléctricos poliméricos.
• De las muchas propiedades de los materiales dieléctricos que los definen aplicación técnica, las principales son las propiedades eléctricas - conductividad eléctrica, polarización y pérdidas dieléctricas, rigidez eléctrica y envejecimiento eléctrico
• Conductividad eléctrica: conductividad eléctrica, conductividad, la capacidad de un cuerpo para pasar una corriente eléctrica bajo la influencia de un campo eléctrico, así como una cantidad física que caracteriza cuantitativamente esta capacidad. Los cuerpos que conducen la electricidad se llaman conductores. Los conductores siempre contienen portadores de carga libres: electrones, iones, cuyo movimiento dirigido (ordenado) es la corriente eléctrica.

Polarización de dieléctricos- un fenómeno asociado con un desplazamiento limitado de cargas ligadas en un dieléctrico o rotación de dipolos eléctricos, generalmente bajo la influencia de un campo eléctrico externo, a veces bajo la influencia de otras fuerzas externas o espontáneamente.

La polarización de los dieléctricos se caracteriza por vector de polarización eléctrica. El significado físico del vector de polarización eléctrica es el momento dipolar por unidad de volumen del dieléctrico. A veces, el vector de polarización se denomina brevemente simplemente polarización.

El vector de polarización es aplicable para describir el estado macroscópico de polarización no solo de los dieléctricos ordinarios, sino también de los ferroeléctricos y, en principio, de cualquier medio con propiedades similares. Es aplicable no solo para describir la polarización inducida, sino también la polarización espontánea (para ferroeléctricos).

La polarización es el estado de un dieléctrico, que se caracteriza por la presencia de un momento dipolar eléctrico en cualquier (o casi cualquier) elemento de su volumen.

Se hace una distinción entre polarización inducida en un dieléctrico bajo la acción de un campo eléctrico externo y polarización espontánea (espontánea), que ocurre en ferroeléctricos en ausencia de un campo externo. En algunos casos, la polarización de un dieléctrico (ferroeléctrico) ocurre bajo la acción de esfuerzos mecánicos, fuerzas de fricción o debido a cambios de temperatura.

La polarización no cambia la carga total en ningún volumen macroscópico dentro de un dieléctrico homogéneo. Sin embargo, se acompaña de la aparición en su superficie de cargas eléctricas ligadas con una determinada densidad superficial y. Estas cargas unidas crean un campo macroscópico adicional con fuerza en el dieléctrico, dirigido contra el campo externo con fuerza. Como resultado, la intensidad de campo en el interior del dieléctrico se expresará mediante la igualdad:

La pérdida dieléctrica se llama energía eléctrica, gastado en calentar el dieléctrico ubicado en campo eléctrico.

Las pérdidas de energía en los dieléctricos se observan tanto en tensión alterna como constante, ya que en materiales tecnicos se detecta una corriente de fuga debida a la conductividad eléctrica. A voltaje constante, cuando no hay polarización periódica, la calidad del material se caracteriza por los valores del volumen específico y las resistencias superficiales, que determinan el valor (Fig. 1.2).

Cuando se aplica una tensión alterna a un dieléctrico, además de por conductividad eléctrica, en él pueden manifestarse otros mecanismos de conversión de energía eléctrica en energía térmica. Por tanto, no basta con caracterizar la calidad de un material sólo por la resistencia de aislamiento.

En la práctica de la ingeniería, el ángulo de pérdida dieléctrica, así como la tangente de este ángulo, se usa con mayor frecuencia para caracterizar la capacidad de un dieléctrico para disipar energía en un campo eléctrico.

El ángulo de pérdida dieléctrica es el ángulo que complementa el ángulo de fase entre corriente y voltaje en un circuito capacitivo.

En el caso de un dieléctrico ideal, el vector de corriente en dicho circuito adelanta al vector de voltaje en un ángulo, mientras que el ángulo es cero. Cuanta más potencia se disipa en el dieléctrico, menor es el ángulo de cambio de fase y mayor el ángulo de pérdida dieléctrica.

La tangente de pérdida dieléctrica se incluye directamente en la fórmula de la potencia disipada en el dieléctrico, por lo que esta característica se usa con mayor frecuencia en la práctica.

Además de las propiedades eléctricas necesarias, los materiales dieléctricos también deben tener las propiedades térmicas, mecánicas y de otro tipo necesarias.

2.1 Indicadores de fuerza

Las características de resistencia de los materiales termoaislantes poliméricos dependen en gran medida del tipo de polímero sobre la base del cual se fabrica el material y de su densidad aparente. Edificio de aislamiento térmico materiales poliméricos puede estar sujeto a varias cargas en estructuras, experimentar varios esfuerzos: compresión, tensión, flexión, corte, impacto. Estas tensiones actúan de manera diferente en materiales con diferentes características de resistencia. Para realizar cálculos correctos al utilizar estos materiales, es necesario conocer exactamente estas características.

Resistencia a la compresión: todos los tipos de espumas exhiben una tensión de compresión significativa. Por tanto, se distingue entre la resistencia a la compresión de espumas rígidas (poliestireno expandido grados M 35 y M 50, etc.) y la resistencia al 10% de compresión en espumas blandas muy deformables (por ejemplo, poliestireno grado M 15). El método para determinar la resistencia a la compresión condicional consiste en determinar el esfuerzo último correspondiente a la fractura frágil de la muestra o un cambio brusco en la naturaleza del diagrama de compresión si la muestra no falla.

Resistencia al impacto específica: se define como la cantidad de trabajo requerida para destruir una muestra de espuma al probarla para doblarla con una carga de impacto, referida al área de la sección transversal de la muestra. material aislante polimérico

2.2 Propiedades térmicas

Coeficiente de expansión lineal: el cambio en las dimensiones lineales de las espumas a diferentes temperaturas se caracteriza por el coeficiente de expansión lineal, que se calcula en base a la suposición de una dependencia directa del cambio en las deformaciones con la temperatura.

Conductividad térmica: se denomina capacidad de la espuma para transferir a través de su espesor el flujo de calor que se produce debido a la diferencia de temperatura en las superficies que limitan el material. El grado de conductividad térmica de todos los materiales de construcción para estructuras de cerramiento es un indicador muy importante de ellos y el indicador más importante para un grupo de materiales de aislamiento térmico, incluidas las espumas plásticas, cuyo objetivo principal es promover la conservación del calor.

Grado de conductividad térmica varios materiales caracterizado por un coeficiente de conductividad térmica: un valor igual a la cantidad de calor que pasa a través de una muestra de espuma plástica de 1 m de espesor y con un área de I m 2 durante 1 hora a una diferencia de temperatura en el plano opuesto, paralelo lados de la muestra de 1° (kcal/mh-grado).

2.3 Exposición a la humedad

Una propiedad muy importante de los materiales de construcción aislantes del calor es su capacidad para resistir la acción de la humedad y al mismo tiempo ser humedecidos en un grado mínimo. El uso de materiales aislantes del calor impermeables, no higroscópicos y permeables al vapor permite simplificar y, en consecuencia, reducir el costo de las estructuras de construcción, así como aumentar la resistencia térmica de la capa de aislamiento térmico y reducir los costos de operación para calefacción. Antes de la llegada de las espumas poliméricas porosas, no existían materiales aislantes del calor resistentes al agua y duraderos. Para lograr una alta higroscopicidad y una permeabilidad al vapor confiable de nuestros materiales tradicionales de aislamiento térmico: lana de vidrio y mineral y productos hechos de ellos, tableros de fibra y aglomerados, tableros de fibra de cemento, hormigón celular, etc., fue necesario disponer aire en las estructuras. , capas de barrera de vapor adicionales, sujeto tratamiento especial superficies de materiales aislantes del calor, haciéndolos hidrofóbicos, o aplicar envolturas con películas impermeables al vapor y al agua hechas de materiales sintéticos. Estas medidas complejas y costosas adicionales se eliminan por completo cuando se utilizan materiales a base de polímeros para el aislamiento térmico: espuma, espuma de poliuretano, espuma extruida. La relación entre los materiales y la acción de la humedad está determinada por propiedades como la absorción de agua, la higroscopicidad, la resistencia al agua, la impermeabilidad al vapor, la resistencia a la alternancia de humectación y secado y, en última instancia, su contenido de humedad. En algunos casos, existe una cierta relación entre estas propiedades. Por ejemplo, el contenido de humedad de un material tiene una influencia muy fuerte en su conductividad térmica.

La estructura de los materiales de aislamiento térmico es el factor principal que determina su comportamiento al interactuar con la humedad. Las mejores propiedades hidrofóbicas las poseen los materiales con una estructura de poros cerrados, y las peores, con poros comunicantes abiertos. La densidad aparente del material también es un factor importante en la exposición a la humedad de las espumas.

La absorción de agua de PTM se puede caracterizar por la relación entre la cantidad de agua absorbida y el área de superficie total del material.

2.4 Resistencia a la intemperie

La resistencia a la intemperie de un material es su capacidad, en condiciones de funcionamiento, para resistir los efectos destructivos de las condiciones climáticas naturales: temperaturas positivas y negativas, radiación solar, humedad, viento, composición del aire ambiental y otros factores climáticos durante un cierto período de tiempo. La resistencia a la intemperie de los materiales aislantes térmicos está determinada por el cambio durante un cierto período de tiempo de sus propiedades iniciales inherentes. Dado que la mayoría de los materiales poliméricos termoaislantes durante la operación están protegidos de la exposición directa a algunas de las influencias atmosféricas más activas (por ejemplo, la radiación solar), nos limitaremos aquí a considerar solo aquellos factores de resistencia a la intemperie de los materiales que prácticamente pueden afectan su operación exitosa y la duración de la operación.

La resistencia a las heladas es la capacidad de un material termoaislante en un estado saturado con agua para resistir congelaciones y descongelaciones alternas repetidas sin signos de destrucción y sin una disminución significativa de su resistencia.

La permeabilidad al aire de los materiales poliméricos termoaislantes, así como su permeabilidad al vapor, se caracteriza por la capacidad del material para dejar pasar aire en presencia de una diferencia de presión en las superficies.

La resistencia al aire es la capacidad de un material para mantener sus propiedades bajo un intenso soplo de aire durante mucho tiempo.

La resistencia al calor es la capacidad de los materiales para mantener sus propiedades cuando se calientan en estado libre o bajo carga. La resistencia al calor de todos los materiales termoaislantes poliméricos depende principalmente de las propiedades y la calidad del polímero utilizado para su fabricación. Espumas termoplásticas con un aumento de temperatura de un relativamente de Estado sólido pasan al estado de sustancias blandas parecidas al caucho, lo que cambia radicalmente sus propiedades y características de resistencia.

Los polímeros termoendurecibles, como el fenol y la urea-formaldehído y el poliuretano, son significativamente más resistentes al calor. Los enlaces químicos resistentes al calor se forman en espumas hechas de estos polímeros. Sin embargo, cuando se alcanza la temperatura límite, estos polímeros también inician el proceso de descomposición termooxidativa y destrucción del material.

2.5 Resistencia al fuego

La resistencia al fuego es la capacidad de un material para resistir la acción de altas temperaturas y una llama abierta sin destrucción. La resistencia al fuego se caracteriza por el grado de inflamabilidad. Todo Materiales de construcción, incluidos los poliméricos, se dividen según el grado de inflamabilidad en cuatro grupos: ignífugos, de combustión lenta, difícilmente inflamables y combustibles.

2.6 Bioestabilidad

La bioestabilidad de un material es su capacidad para resistir la acción destructiva de microorganismos: bacterias, hongos, etc. El concepto de bioestabilidad se aplica solo a materiales orgánicos o productos que contienen sustancias orgánicas.

Ahora tratemos los requisitos para el aislamiento de materiales poliméricos.

Requisitos principales:

La eficiencia energética de un material de aislamiento térmico es la capacidad de reducir significativamente la pérdida de calor de una habitación que ha sido aislada. Para hacer esto, los materiales deben tener una conductividad térmica extremadamente baja, a saber, 0,06 o menos. Además, los calentadores modernos deben tener la capacidad de acumular calor. Los costos de energía para la producción de material y su transporte también son importantes. Es importante recordar que se debe cuidar el aislamiento incluso al construir una casa, habiendo decidido de antemano qué materiales se deben preferir;

El respeto por el medio ambiente del material aislante térmico es la capacidad de causar el menor daño a la salud humana y al medio ambiente. Esta cualidad es importante durante el funcionamiento de las estructuras. El aislamiento en su conjunto debe caracterizarse por la ausencia de emisiones nocivas durante la producción y el transporte posterior.

Características comparativas de los materiales aislantes poliméricos.

3. Aplicación de materiales aislantes poliméricos.

Considere el uso de materiales aislantes poliméricos en ejemplos separados.

materiales aislantes electricos. Clasificación de barnices aislantes eléctricos por finalidad tecnológica:

impregnando;

cubreobjetos;

Considere la posibilidad de impregnar barnices. Es importante señalar que tienen una baja viscosidad y se utilizan principalmente para impregnar aislamientos fibrosos porosos con el único fin de aumentar su resistencia eléctrica, mecánica, conductividad térmica y resistencia a la humedad. El uso de los materiales aislantes eléctricos mencionados anteriormente es para aplicar capas de tafetán o cinta de tafetán a los núcleos de las terminaciones de los cables.

Los barnices de cubierta se utilizan ampliamente para crear una película protectora, aislante, resistente a la humedad y duradera, y con algunos barnices, películas resistentes al aceite, a la gasolina y a los productos químicos. La película suave y brillante evitará la contaminación del material aislante eléctrico.

La principal aplicación de los barnices adhesivos es el pegado y la creación de un completo aislamiento al cortar cables. Según los tipos de secado, los barnices se pueden dividir en barnices de secado al aire y de secado al horno. Es importante señalar que los barnices secados al horno forman una película más dura y resistente a la humedad. Están destinados a la reparación de bobinados de motores, equipos de arranque y otras piezas específicas.

Durante los trabajos eléctricos que se llevan a cabo en el sitio de construcción, es habitual utilizar capas de acabado relacionadas con el secado al aire. Los esmaltes eléctricamente aislantes dan resistencia a la humedad y una superficie lisa, por ejemplo, a piezas de madera, bobinados de máquinas eléctricas. hay esmaltes propósito general, las llamadas pinturas de esmalte, que se utilizan activamente para proteger las superficies pintadas de los efectos nocivos de la corrosión.

Además, los materiales aislantes son un grupo muy diverso de sustancias orgánicas e inorgánicas naturales, y más a menudo artificiales, y sus compuestos; sirven para aislar (separar) entre sí y de tierra partes individuales de instalaciones eléctricas, aparatos y máquinas que transportan energía eléctrica, a fin de evitar no sólo su fuga por una vía lateral, desfavorable para la instalación, sino también daños o incluso la destrucción, generalmente causada por tal extracción arbitraria de energía. En la literatura científica y técnica, los materiales aislantes también se denominan dieléctricos. El papel de los materiales aislantes en la industria eléctrica es actualmente muy importante, especialmente en instalaciones como centrales eléctricas de distrito y ciudad, subestaciones, líneas de transmisión de energía por cable aéreas y subterráneas, que operan principalmente en alta tensión. El daño a cualquier parte de un dispositivo individual de dicha instalación amenaza con detener el funcionamiento de todo el dispositivo, a veces durante mucho tiempo.

Las características de los materiales aislantes eléctricos inciden directamente en la seguridad de las personas y la salud de los equipos.

condensadores Los dieléctricos son ampliamente utilizados en condensadores. Los condensadores tienen una variedad de usos, incluido el almacenamiento de carga eléctrica, la neutralización de los efectos de la inductancia en los circuitos de CA y la generación de pulsos de corriente para una variedad de aplicaciones. La capacitancia de un capacitor a menudo se puede calcular a partir de la configuración del sistema o medirse determinando la cantidad de carga en una de las placas del capacitor cuando se aplica un voltaje dado entre las placas. La energía de un capacitor cargado es 1/2 CE2 y se expresa en microjulios (µJ) si C se expresa en microfaradios (µF) y E en voltios (V).

condensadores de baja tensión. Para aplicaciones de baja corriente y bajo voltaje como radio y redes telefonicas Los condensadores, rectificadores de bajo voltaje, generalmente están hechos de capas de aluminio u otra hoja de metal, separadas por un dieléctrico de una o más capas de papel de parafina. Un condensador de bajo voltaje muy compacto, el llamado. electrolítico - hecho aplicando (por deposición electrolítica) una delgada película de óxido aislante a la superficie de una hoja de metal; en este caso, se logra una capacitancia suficientemente alta por unidad de área de la superficie del capacitor. El material resultante se enrolla en forma de bobinado de dimensiones compactas.

condensadores de alta tensión. Los capacitores de alto voltaje que se usan en los transmisores de radio a menudo usan mica como aislante. Los capacitores para voltajes muy altos generalmente están hechos de láminas de metal con muchas capas de papel dieléctrico colocadas en un recipiente lleno de aceite, o de placas de metal separadas por un dieléctrico líquido o gaseoso. En tales diseños para condensadores de alta frecuencia, en los que es importante tener bajas pérdidas dieléctricas, también se utiliza el vacío como dieléctrico.

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resumen, añadido el 17/05/2011


Materiales peliculares multicapa y combinados. Resistencia adhesiva del material compuesto. Característica y descripción general polímeros, sus propiedades y características distintivas de la mayoría de los materiales. Métodos y etapas de ensayo de películas poliméricas.

tesis, agregada el 21/11/2010


Clasificación, marcado, composición, estructura, propiedades y uso del aluminio, cobre y sus aleaciones. Diagramas del estado de los materiales estructurales. Propiedades físicas y mecánicas y aplicación de plásticos, comparación de materiales metálicos y poliméricos.

tutorial, añadido el 13/11/2013


Clasificación de metales no ferrosos, características de su procesamiento y alcance. Producción de aluminio y sus propiedades. Clasificación de materiales eléctricos. Diferencia de energía entre conductores metálicos y semiconductores y dieléctricos.

documento final, añadido el 05/12/2010


El propósito y las propiedades de los materiales eléctricos, que son una combinación de materiales conductores, aislantes eléctricos, magnéticos y semiconductores diseñados para trabajar en campos eléctricos y magnéticos. Permalloys y ferritas.

resumen, añadido el 02/03/2011


Características generales y clasificación de polímeros y materiales poliméricos. Características tecnológicas del procesamiento de polímeros, los procesos necesarios para crear la estructura deseada del material. Tecnologías para el procesamiento de polímeros en estado sólido.

prueba, añadido el 01/10/2010


Clasificación de los materiales compuestos, sus características geométricas y propiedades. Uso de metales y sus aleaciones, polímeros, materiales cerámicos como matrices. Características de la pulvimetalurgia, propiedades y aplicación de los magnetodieléctricos.

presentación, añadido el 14/10/2013


Clasificación de muebles según finalidad funcional y materiales. Formación de estilos de muebles. Requisitos para la calidad de los muebles de cocina y los materiales para su producción. Materiales poliméricos, metálicos y textiles. El uso de materiales de acabado.

documento final, agregado el 01/11/2012


Ciencia de los Materiales. Información general sobre la estructura de la materia. Estructura clásica, defectos. Materiales de alta conductividad. Aluminio, propiedades, grados, aplicación. Barnices, esmaltes, compuestos aislantes. Compuestos químicos semiconductores. Dieléctricos.

trabajo de control, añadido el 19/11/2008


Métodos tecnológicos para la fabricación de cajas y contenedores de polímero mediante el procesamiento de materiales poliméricos en contenedores de embalaje, industriales, de transporte y de consumo, vendidos en los tipos apropiados de equipos especiales.

Como saben, en los últimos años, generalizado en Ucrania recibió materiales impermeabilizantes y productos diferente tipo, y, en consecuencia, diferentes propósitos, más precisamente, áreas de aplicación. En artículos anteriores, presentamos al lector dos tipos de materiales impermeabilizantes "en rollo y cemento polimérico. El propósito de este material" es brindar la información más rica y necesaria para elegir y comprar cualquier tipo de impermeabilización.

Hoy hablaremos sobre el aislamiento de polímeros, que no es menos consumido y de tipo común que el descrito anteriormente.

Según los expertos, el uso de impermeabilizantes de polímeros es "una de las formas más prometedoras para el desarrollo de la construcción moderna, el desarrollo de materiales y tecnologías destinadas tanto a aumentar la resistencia de las estructuras y estructuras de nueva creación, como a restaurar y aumentar la vida". de estructuras y estructuras que requieren reparación En Ucrania, los materiales poliméricos se utilizan con éxito, lo que proporciona un aumento en la resistencia de estructuras y estructuras a influencias agresivas. ambiente, restauración (e incluso aumento) del recurso perdido de las estructuras.

En la actualidad, los materiales impermeabilizantes efectivos, como los materiales impermeabilizantes acrílicos, de polímero bituminoso y de poliuretano, son los más utilizados para proteger contra el agua.

Para tener una idea más amplia de los tipos de aislamiento de polímero anteriores, se deben decir algunas palabras sobre su composición y, en relación con esto, sobre el uso más efectivo de estos impermeabilizantes en ciertas áreas que necesitan aislamiento.

Las composiciones de impermeabilización de polímeros (composiciones) son mezclas plásticas de un aglutinante (resinas), aditivos (endurecedor, plastificante, solvente), rellenos y tintes. Las composiciones poliméricas terminadas, según la presencia de rellenos y rellenos en ellas, se denominan: imprimaciones, esmaltes, masillas poliméricas y soluciones.

Se pueden suministrar como líquidos viscosos, polvos o gránulos, según las propiedades de la materia prima, el método de producción y el uso previsto. Para la impermeabilización en la construcción, se utilizan materiales a base de furano, fenol-formaldehído, carbamida, resinas de poliamida; pentaftálico, poliuretano, organosilicio, polisulfuro y otros materiales.

Como ya se mencionó, los materiales poliméricos se utilizan para todo tipo de impermeabilización. Además, su uso más eficaz es para la impermeabilización de estructuras industriales y sanitarias de hormigón armado, instalaciones de tratamiento aguas residuales domésticas, cloacales e industriales, tanques de almacenamiento de líquidos agresivos y protección química del hormigón. En la mayoría de los casos, se utilizan en forma de masillas para el revestimiento de impermeabilizaciones externas.

Las composiciones poliméricas están destinadas principalmente a la impermeabilización de superficies secas, sin embargo, existen composiciones con aditivos tensioactivos que aumentan la adherencia del material a una base húmeda y están diseñadas para la impermeabilización de superficies húmedas. superficies de concreto. Por regla general, las composiciones poliméricas se preparan in situ mezclando polímeros intermedios de resinas, plastificantes y endurecedores. Dependiendo de la composición y el propósito del material, la vida útil de la mezcla preparada varía de varios minutos a 2...4 horas.

Las composiciones betún-polímero son materiales a base de betún modificado con polímeros y cauchos, cuyos aditivos mejoran la resistencia al agua, la deformabilidad y la durabilidad de las masillas bituminosas y regulan las propiedades tecnológicas y operativas de las composiciones betún-polímero.

La masilla bituminosa es una mezcla de betún licuado con agregado de masilla pulverizada y fibrosa y se utiliza para revestimiento impermeabilizante. Dependiendo del lugar de preparación, la masilla puede ser caliente (preparada en el sitio) o fría, que se prepara en una empresa especializada.

Los betunes y las pastas bituminosas-poliméricas son emulsiones acuosas de betunes con emulsionantes minerales (polvos finos con partículas inferiores a 5 micras). Estas pastas se utilizan para la imprimación de la superficie aislada y como ligante en la fabricación de masillas asfálticas en frío.

Las masillas de asfalto "es una mezcla de pasta de emulsión bituminosa con rellenos minerales y fibrosos. Además, estas masillas se utilizan al instalar impermeabilización de yeso. Dado que las masillas se preparan sobre la base de una emulsión de betún acuoso, su uso es posible para impermeabilizar estructuras cuyo contenido de humedad es significativamente más alta que la permitida cuando se usan materiales de encolado. Se deben usar masillas de asfalto frío en término corto(no más de 5 horas, y cuando se usa cemento como relleno, "no más de 2 horas). Por lo tanto, las masillas generalmente se preparan en el lugar de trabajo y se usan de inmediato.

Según los expertos, la ventaja de la impermeabilización de polímeros es su resistencia química a una gran cantidad de ambientes agresivos, además, es capaz de cubrir grietas de hasta 5 mm de tamaño (especialmente betún-polímero).

Pero, como todos los demás tipos de impermeabilización, los poliméricos tienen sus inconvenientes. La más significativa “es la resistencia a bajas temperaturas, normalmente no superiores a 60” C; adhesión solo a superficies secas (no más del 5% de humedad); mala adherencia al hormigón (para impermeabilizaciones bituminosas-poliméricas) y, por último, no funciona bien para la separación, es decir, no debe usarse en condiciones de presión de agua negativa. Además de todo lo anterior, la impermeabilización con polímeros suele ser más costosa que la impermeabilización mineral y la de polímero-mineral. Hay una cosa más que debe mencionarse cuando se habla de las propiedades de la impermeabilización con polímeros, “es hermético al vapor, pero esta propiedad puede ser tanto una desventaja como una ventaja, según el propósito específico del material.

Como regla general, las composiciones de polímeros son inflamables y tóxicas, por lo tanto, requieren un estricto cumplimiento de las precauciones de seguridad cuando se trabaja con ellas y las normas de eliminación de desechos.

En este momento, una gran cantidad de fabricantes nacionales y extranjeros de materiales de impermeabilización de polímeros están representados en el mercado de la construcción de Ucrania. Además, la elección de estos productos es tan amplia que puede satisfacer al cliente más exigente y, por lo tanto, el problema del sellado se puede resolver en cualquiera de las áreas de aplicación requeridas (polímeros para la construcción; para techos; para pisos; para proteger fachadas de edificios ; para sellar pisos, baños, piscinas; para aislamiento térmico de paredes; para la reconstrucción de edificios, puentes, etc.).

Polímeros para la protección de paredes de casas y costuras en fachadas de edificios

Fábrica española "SODITE, S.A." presenta su desarrollo “Disom-Lastic”, que es un revestimiento acrílico impermeabilizante elástico para hormigón, piedra o Enladrillado, sin embargo, el objetivo principal de "Disom-Lastic" es el tratamiento de todo tipo de revestimientos y superficies sujetas a desplazamientos estructurales. Este revestimiento acrílico es una mezcla tixotrópica, lista para usar y de fácil aplicación sobre cualquier tipo de superficie. Después de la polimerización, el material se convierte en un elastómero que no se degrada y proporciona una impermeabilización absoluta. Una propiedad importante de este elastómero es su alta resistencia a la radiación ultravioleta. "Disom-Lastic", según el deseo del cliente, se puede suministrar en cualquier color, pero los estándar son azulejos blancos, grises, negros y rojos.

Me gustaría llamar su atención sobre el hecho de que, además de impermeabilizar las paredes de las casas y conectar las costuras en las fachadas, este revestimiento acrílico se puede usar para aislar las juntas de las chimeneas con material para techos.

Este material se compara favorablemente con sus contrapartes, otros tipos, con una propiedad tan indispensable para un impermeabilizante como la resistencia a la intemperie. Además, "Disom-Lastic" tiene una alta adherencia a la superficie y, después de la aplicación, forma una capa continua sin necesidad de costuras, mientras rellena pequeñas grietas en la base.

Como ya se mencionó, los agentes impermeabilizantes de polímeros son bastante fáciles de usar, lo principal es seguir las reglas de aplicación, que son individuales para cada tipo. La condición principal para la aplicación de "Disom-Lastic" es una superficie limpia y seca, libre de residuos de pintura, grasa, polvo, grava y suciedad de cualquier tipo.El producto debe aplicarse sucesivamente en varias capas hasta obtener el espesor de recubrimiento deseado. no debe ser superior a 1,5 kg/m2.

El contenido de sólidos en este material está limitado al 60-70%, mientras que su densidad es de 1,4 kg/dm3, y la densidad de la película seca es de 1,53 kg/dm3.kg/cm2 y una dureza de hasta 40 Shore. El revestimiento hecho del material anterior se puede usar en un amplio rango de temperatura "de -15" C a +100 "C, lo que distingue a este agente impermeabilizante de sus contrapartes, pero para realizar trabajos de impermeabilización solo debe estar a una temperatura positiva, y no inferior a +5 "C. El consumo del producto depende del área de aplicación, por ejemplo, se necesitan 2-3 kg / m2 para procesar la terraza , y al menos 0,7 kg/m2 para procesar la fachada. El material se envasa en bolsas de plástico de 5 y 25 kg.

El costo de 25 kg de Disom-Lastic "227.5 USD

Polímeros para la protección de paredes y suelos en espacios interiores

La empresa italiana "MAPEI" es conocida en el mercado ucraniano como fabricante de impermeabilizantes poliméricos. Uno de los más consumidos es la dispersión monocomponente, lista para usar, sin disolventes de Mapegum VP. Mapegum está hecho en una consistencia pastosa gris, y la composición incluye resinas sintéticas. Este material ha sido especialmente desarrollado para la impermeabilización de fisuras en áreas interiores bajo los revestimientos Azulejos de cerámica Y piedra natural. Al mismo tiempo, los fabricantes previeron su uso en varias superficies absorbentes de agua: paneles de yeso, yeso, soleras de anhidrita, paneles de fibra, pisos de yeso y superficies absorbentes minerales Sin embargo, además de las superficies enumeradas, Mapegum VP también es aplicable al hormigón poroso, hormigón, solera de cemento.

Está claro que para realizar funciones aislantes en esta zona, el material debe tener ciertas propiedades, y más precisamente: resistencia al agua de cal, solventes y aceites. Además, en estado endurecido, además de la resistencia al agua, presenta resistencia al envejecimiento, a la deformación ya las temperaturas extremas, cerrando grietas.

La condición principal para la aplicación de Mapegum VP es una superficie debidamente preparada, que debe estar seca, duradera, sólida, sin cavidades de retracción y grietas que impidan el fraguado de las piezas, limpia, libre de residuos de aceite, polvo o pintura vieja.

Las superficies minerales absorbentes y no pretratadas deben imprimarse con una imprimación.

Al aplicar un agente impermeabilizante, el espesor mínimo de la capa debe ser de 0,5 mm, y antes de aplicar la segunda capa, es necesario esperar a que la primera se seque por completo (tiempo de secado 1 ... 3 horas).

Me gustaría llamar su atención sobre el hecho de que el material tiene características físicas y matemáticas bastante altas. El endurecimiento completo de una capa de 1 mm ocurre 12 horas después de la aplicación, la resistencia al agua de dicha capa es de hasta 1,5 bar. Mapegum V P conserva sus propiedades en el rango de temperatura de -30 a +100 "C. El trabajo con el material debe realizarse a una temperatura de +5 a +35" C, porque la temperatura mínima para la formación de película es +5"C.

El producto se consume a razón de 1,55 kg/m2 por 1 mm de espesor de capa.

Mapegum VP se envasa en bidones de 5,10 y 25 kg. De acuerdo con el empaque, el costo del impermeabilizante es: 90 USD, 38 USD y 24 u.c.

Impermeabilización universal de polímeros

Uno de los desarrollos más exitosos de la empresa "MAPEI" es un impermeabilizante polimérico Plastimul, que es un líquido espeso de color negro, compuesto por una emulsión bituminosa, rellenos triturados y aditivos de la empresa MAREI. Este material es totalmente compatible con el cemento y la arena, por lo que está especialmente indicado para la reparación de cubiertas planas.

Sin embargo, esta está lejos de ser la única área en la que se puede aplicar Plastimul.

Popova A.
Impermeabilización polimérica // Nivel de agua. 2002. Nº 3. C.106-111

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