כיצד לשפר את עמידות ההזדקנות של מבודדים מורכבים מגומי סיליקון
גישת הליבה להגברת עמידות ההזדקנות של מבודדי גומי סיליקון נעוצה ב"האטת השבירה של שלושה סוגי שרשראות" - השרשרת הראשית Si-O, שרשראות צד מתיל וממשקי מילוי. מחקר אחרון סיכם את אמצעי השיפור ל"4 רמות ו-12 שיטות ספציפיות", שכולן אומתו באמצעות בדיקות הזדקנות מואצות כגון חום לח, תרסיס מלח וחשיפה לאולטרה סגול, ומוכנות ליישום מעשי ישיר:
מבנה מולקולרי "חיסון" מראש
① הכנס קבוצות פניל לשרשרת הראשית: החלף גומי מתיל ויניל סיליקון קונבנציונלי בגומי מתיל ויניל פניל סיליקון. ההפרעה הסטרית של קבוצות פניל מעכבת את הסידור מחדש ואת הפירוק המחזורי של קשרי Si-O, מפחיתה את הירידה התרמית במשקל בלמעלה מ-30% ב-250 מעלות ומכפילה את חיי השירות בקירוב.
② השתלו קבוצות אפוקסי על שרשראות צדדיות: לאחר השתלה עם glycidyl methacrylate, נוצרות "נקודות עיגון" צולבות-. זה מפחית את צריכת קבוצות המתיל בחשיפה לאוזון -אולטרה סגול ומקטין את קצב הפירוק ההידרופוביות ב-40%.
"שיריון" ממשקי המילוי
③ אפקט סינרגטי של ננו-מיקרון: שלבו 5 phr של ננו-סיליקון דו חמצני (SiO₂) עם 45 phr של מיקרו-אלומיניום הידרוקסיד (Al(OH)₃). חלקיקי ננו- נודדים עדיפות אל פני השטח ויוצרים שכבה אנאורגנית צפופה. לאחר 1000 שעות של יישון בתרסיס מלח, זווית המגע נשארת מעל 100 מעלות, וקצב שימור מתח ההבזק עולה על 90%.
④ החלף את Al(OH)₃ חלקי במגנזיום הידרוקסיד: מגנזיום הידרוקסיד (Mg(OH)₂) כולל טמפרטורת פירוק גבוהה יותר ויכולת חזקה יותר לנטרל גזים חומציים. באותם תנאי בדיקת ריסוס מלח, צפיפות הסדקים פני השטח מופחתת ב-50%.
⑤ הפעלה-במקום של חומרי מילוי: אמצו תהליך משולב של "חידוד-ציפוי" עבור Al(OH)₃ באמצעות טחנת סילון קולי בשילוב עם תוסף סילאן Z-6173. למילוי שהתקבל יש גודל חלקיקים של 0.5 מיקרומטר ושיעור השתלת פני השטח העולה על 6%. לאחר 5000 שעות של יישון, לא מתרחשת הלבנה או גיר, ושיעור שימור חוזק המתיחה גדל ב-25%.
"קישור צולב-משני" בניסוח ותהליך
⑥ גיפור כפול עם קטליזה של מי חמצן ופלטינום: תחילה בצע קישור צולב-בטמפרטורה-על חמצן גבוה, ולאחר מכן קישור תוספת-מזרזת פלטינה-ב-120 מעלות. זה מגדיל את צפיפות הקישור הצול ב--ב-15%, מפחית את ההתארכות התרמית ב-30%, ומכפיל את הזמן עד להתחלת הסדקים המושרה באולטרה סגול.
⑦ הקרנת קרן אלקטרונים עבור "מיקרו-צולב-קישור": הכנס קשרי קישור צולבים נוספים של C-C- במינון קרינה של 60 קילו-גי'י. לאחר 1000 שעות של יישון מקיף, שיעור שימור חוזק המתיחה עולה מ-70% ל-85%, כמעט ללא השפעה על הידרופוביות.
תפעול ותחזוקה "ניתנים לתיקון".
⑧ ציפוי In-Situ Re- של RTV על פני השטח: כאשר מבודד הפולימר מזדקן מגיע ל-HC Class 5, רססו שכבת גומי סיליקון מגופרת (RTV) בחדר בעובי 0.3 מ"מ בטמפרטורה של 0.3 מ"מ. זה משחזר את זווית המגע ל-HC Class 1-2, מפחית את זרם הזליגה ל-1/30 מערכו המקורי, ומאריך את חיי השירות של המבודד ב-5-7 שנים.
⑨ ניטור- מקוון וחיזוי חיי שירות: קבע "אינדקס הזדקנות" המבוסס על הרמוניות זרם דליפה והדמיה אולטרה סגולה כדי ליישם תחזוקה מבוססת-מצב, הימנעות מ"תחזוקה יתרה" או "תת-תחזוקה".
שילוב אמצעים ①–⑦ בניסוח תרכובת הגומי ושילוב אמצעים ⑧–⑨ בתקנות התפעול והתחזוקה יכולים להפחית את קצב ההזדקנות של מבודדים מרוכבים ביותר מ-50% בסביבות קשות עם חום לח, תרסיס מלח וקרינה אולטרה סגולה עזה. חיי השירות הצפוי מתארכים מ-15 שנים ל-25-30 שנים, אשר אומתו-באצווה בקווי הולכה חשמליים באזורי שינג'יאנג ובאזורי החוף.