Elektrības jomā viena no būtiskām lietām elektrības vadiem un kabeļiem ir izolācijas un apvalku materiāli.Daudzus gadus galvenais strāvas kabeļu izolācijas materiāls bija ar eļļu piesūcināts papīrs tā lielisko elektrisko īpašību dēļ.Tam ir arī spēja izturēt augstu termiskās pārslodzes pakāpi bez pārmērīgas nolietošanās.Tomēr tā higroskopiskuma dēļ metāla apvalks ir mitruma korodēts.Tāpēc jau sen bija jūtama vajadzība pēc strāvas kabeļa izolācijas materiāla, kurā būtu apvienots termoplastisko materiālu nehigroskopiskais raksturs.
Šķērssaistītu polimēru sagatavošanu var veikt ar divām dažādām metodēm.Viena ir ķīmiskā metode, bet otra ir jonizācijas metode.Lai gan šī šķērssaistīšanas efekta realizācija ir vairāk nekā 150 gadus veca, Čārlbijs pirmo reizi pārliecinoši pierādīja jonizējošā starojuma šķērssaistīšanas efektu.Radiācijas šķērssaistīšanas metode ir visproduktīvākā maza izmēra un plānsienu vadiem, tāpēc elektriskās un elektroniskās iekārtās izmantotie vadi ir ražoti ar radiācijas šķērssaistīšanas metodi.Metode ir izdevīga, jo ir zems enerģijas patēriņš un tai nepieciešama maza telpa.Radiācijas process ir viegli kontrolējams, un tam ir enerģijas taupīšanas un piesārņojuma kontroles potenciāls.Radiācijas šķērssaistīšanas īpašās iezīmes ir apkopotas šādi: (1) Ražošanas līnijas ātrumu var kontrolēt.Ir iespējama liela ātruma pārklāšana (ekstrudēšana), jo nav nepieciešams šķērssaistīšanas līdzeklis.Izmantojot akseleratoru ar lielu jaudu un zemu enerģiju, var panākt ātru sacietēšanu.(2) Šķērssaistīšanas viendabīgums ir lielisks.Var veikt vienmērīgu šķērssavienojumu, izvēloties piemērotu mašīnu un izvēloties optimālu stieples padeves dizainu.(3) Var pagatavot dažāda veida polimērus atkarībā no šķērssaistīšanas pakāpes ar starojuma šķērssaistīšanas procesu.Turklāt radiācijas cietēšanas process ir labāks nekā cietēšanas process ar tvaiku.Tvaika konservēšanas procesā ūdens, kas iesūcas polimēra slānī zem augsta tvaika spiediena, rada vairākus "mikroīdus", kas var izraisīt koka formas daļēju izlādes bojājumu, kad kabelis tiek izmantots.Lai gan šī parādība ir ļoti sarežģīta, koki var augt un izraisīt kabeļu dielektriskās stiprības samazināšanos.Bez šiem, tvaika konservēšanas procesam ir daži trūkumi no enerģijas patēriņa viedokļa: (a) ir nepieciešams augsts tvaika spiediens, lai iegūtu augstu temperatūru;(b) siltumvadītspējas efektivitāte no kabeļa ārpuses ir zema un (c) kabeļa vadītājs patērē lielu enerģijas daudzumu, kas rada zemāku siltuma efektivitāti un arī ilgāku šķērssavienojuma reakcijas laiku.Radiācijas konservēšana ir kandidāts sausajiem procesiem.Tomēr pastāv problēma, ka elektronu uzkrāšanās, kas apstājusies un/vai veidojas izolācijas slānī apstarošanas rezultātā, izraisa arī koka formas daļēju sabrukšanu apstarošanas laikā un pēc tās.Tas pilnībā atšķiras no “bezūdens procesa”.Tā kā polimēra kabelis satur daudz mitruma un lielus tukšumus, cietēšanas process ir nepieciešams.Neatkarīgi no iepriekšminētajām priekšrocībām pusvadītāju materiālus var viegli ievadīt radiācijas cietēšanas procesā, kas nav viegli tvaika cietēšanas procesā, jo lielākā daļa materiālu nevarēja izturēt augstu temperatūru un spiedienu.
Radiācijas potēšanas tehnika arī piešķir matricai vadītspēju.Šī ir unikāla metode vadošās matricas savienošanai ar izolējošu.Šis paņēmiens ietver mugurkaula polimēra deaktivizēšanu ar piemērotu monomēru, potējot un pēc tam vadošā polimēra nogulsnēšanu virs mugurkaula aktīvās virsmas.Neatkarīgi no izolācijas īpašībām šajā gadījumā polimērs var darboties kā vadošs.Lai gan tas vēl nav izveidots, tam var būt vairāki iespējamie pielietojumi, piemēram, EMI ekranēšana, vadoši pārklājumi un antistatiski līdzekļi.Bhattacharya etal.ir sagatavojuši kompozītmateriālus polimērs-FEP-g-(AA)-PPY un polimērs-FEP-g-(sty)-PPY.Sākumā polimērs-FEP tika apstarots no Co-60 avota, un pēc tam plēve tika iegremdēta dažādās monomēru procentos.Pēc tam PPy tika nogulsnēts virs potētās virsmas ar pirola oksidatīvo polimerizāciju, izmantojot dzelzs hlorīdu kā oksidētāju.Virsmas pretestība ir samazināta un ir 104–105 omi/cm2.Virsmas pretestība ir atkarīga no monomēru potēšanas procenta.Izmantojot šo paņēmienu, var palielināt virsmas vadītspēju, nevis tilpuma vadītspēju.Plēves fotovadītspēju var nodrošināt arī ar potēšanas tehniku.Celulozes acetāts-g-(N-vinilkarbazols) un celulozes acetāts-g-(N-vinilkarbazola-metilmetacilāts) ir fotovadošās plēves piemēri.
Elektrisko kabeļu rūpniecībā galvenokārt izmanto polietilēnu, polivinilhlorīdu (PVC), EPDM gumijas.Polietilēns tiek izmantots tā lielisko elektrisko īpašību un ilgāka kalpošanas laika dēļ.Vairāku iemeslu dēļ priekšroka tiek dota zema blīvuma polietilēnam, nevis augsta blīvuma polietilēnam. Iemesli ir šādi: (a) lielāka elastība;b) lielāka dielektriskā izturība nekā augsta blīvuma polietilēnam;c) ilgāks kalpošanas laiks nekā HDPE;d) mazāk grūti apstrādājams nekā HDPE un e) mazāks risks, ka LDPE izolācijā iekļūst tukšumi, kas izraisa jonizāciju.Neskatoties uz visām šīm priekšrocībām, LDPE kā kabeļu izolācijas materiālam ir savi ierobežojumi.Tā kā tas ir termoplastisks polimērs, tā mīkstināšanas temperatūra ir aptuveni 105–115 ⬚C, un tam ir tendence uz spriegumu plaisāšanu, saskaroties ar noteiktām virsmaktīvām vielām.Polietilēna molekulu šķērssavienojums uzlabo termiskās, kā arī fizikālās īpašības, bet tā elektriskās īpašības lielākoties nemainās.Tādējādi šķērsšūts polietilēns vairs nav termoplastisks polimērs.Tas mīkstina polietilēna kristāliskā kušanas punktā un iegūst elastīgu, gumijai līdzīgu konsistenci, kas saglabājas arī turpmākās temperatūras paaugstināšanās laikā, līdz karbonizējas, neizkausējot 300 ⬚C temperatūrā.Tieksme uz stresa plaisāšanu pilnībā izzūd un tiek iegūta ļoti laba izturība pret novecošanos karstā gaisā.Šķērssaistīti polietilēna kabeļi ir plaši iecienīti to lielisko elektrisko un fizisko īpašību dēļ.Tas spēj pārvadāt lielas strāvas, iztur neliela rādiusa lieces un ir mazs svars, kas ļauj viegli un uzticami uzstādīt, ti, tam nav augstuma ierobežojumu, jo tas nesatur eļļas un tādējādi ir brīvs no kļūmēm, kas saistītas ar eļļas migrāciju eļļā. lauka kabelis.Tam arī parasti nav nepieciešams metāla apvalks. Tādējādi tas ir brīvs no bojājumiem, kas raksturīgi kabeļiem ar metāla apvalku, korozijas un noguruma.Mūsdienās radiācijas šķērssaistīšana tiek rūpnieciski izmantota ne tikai polietilēnam, bet arī citiem polimēriem, piemēram, polivinilhlorīdam, poliizobutilēnam utt. Pats par sevi PVC ir ārkārtīgi nestabils polimērs.Tas sāka iegūt komerciālu nozīmi tikai pēc efektīvu stabilizācijas līdzekļu izstrādes.Izmantojot modificējošos līdzekļus (stabilizatorus, plastifikatorus, pildvielas un citas piedevas), PVC var iegūt plašu īpašību spektru, sākot no ārkārtīgi stingras līdz ļoti elastīgai.Tās pielietojuma daudzveidība un zemās izmaksas nosaka tā nozīmi pasaules tirgū.
Lai palielinātu šķērssaistīšanas efektivitāti, polimērus tīrā veidā izmanto ļoti reti.Plastifikatoriem, antioksidantiem, pildvielām ir sava nozīme, lai piešķirtu nepieciešamās īpašības.Papildinājums ir labāks šķērssaistīšanas procesā.Lai samazinātu polimēra izstrādājuma trauslumu, polimēriem pievieno plastifikatorus.Tie ietekmē šķērssavienojumu ikreiz, kad tie piedalās brīvo radikāļu veidošanā vai izplatīšanās reakcijās.Dibutilftalāts, tritolilfosfāts un diallilfosfāts ir parastie PVC plastifikatora piemēri.Elastība un elastība, kas ir ļoti svarīga elektroizolācijai, tiek uzlabota, pievienojot PVC plastifikatorus.Faktiski PVC gadījumā, kas ir polārs nelīdzsvarotās struktūras dēļ, rada spēcīgas starpmolekulāras saites, kuras makromolekulārās ķēdes stingri savieno, kopā padara to neelastīgu.Antioksidanti ir vēl viena piedevu grupa, kas nepieciešama jebkuram šķērssaistītam maisījumam, kas izstrādāts praktiskam nolūkam, lai salīdzinātu augstāku termooksidācijas stabilitāti polimēru ražošanā.Parasti tie ietekmē šķērssaišu veidošanu, attīrot radikāļus, kas var veidot šķērssaites.RC (4,4-tio-bis(6-terc-butil-3-metilfenols), MB (merkaptobenzoimidazols) ir antioksidantu piemēri, kurus izmanto Ueno et al. Papildus plastifikatoriem un antioksidantiem ir nepieciešamas krāsvielas, kā vadu izolācijas materiāli ir izmantoti īpaši ierīcēm. Plastmasas krāsvielas ietver dažādus neorganiskus un organiskus materiālus. Šajā jomā nav vēlamas piedevas, kas mainījušas krāsu. Pildvielas parasti pievieno, lai uzlabotu to fizikāli mehāniskās īpašības un apstrādājamību. Pildvielu pozitīvā ietekme var Jāievēro apstarošanas šķērssaistīšanas laikā. Konstatēts, ka radikāļu iznākums polietilēnā palielinājās par 50%, pievienojot nelielu daudzumu (0,05%) aerosilu. Pieņemts, ka lielāka radikāļu ražošana notiek starpfāzu aerosilā– polietilēns, kur makromolekulas var būt nelīdzsvarotā stāvoklī ar nekompensētiem celmiem.Ar lielāku pildvielas saturu var notikt enerģijas pārnešana no pildvielas uz polimēra fāzi un tādējādi veicinātu lielāku brīvo radikāļu iznākumu.Turklāt apstarošanas kombinācija ar reaktīvo piejaukumu var ietekmēt šķērssaišu lokalizāciju gar polimēru ķēdēm.
Īsāk sakot, starojumam ir svarīga loma polimēru apstrādē, ko izmanto elektriskajā laukā. "Radiācijas šķērssaistīšana" ir parādība, ar kuru var uzlabot polimēru īpašības.Tā ir vismodernākā metode, piemēram, “vulkanizācija”, kurai ir daži ierobežojumi.Šķērssaistīšanas efektivitāti var uzlabot, izvēloties piemērotus monomērus.Radiācijas šķērssaistīšanas procesā plastifikatori, pildvielas un liesmu slāpējošās vielas ir diezgan efektīvas radiācijas šķērssaistīšanas procesā.Radiācijas šķērssaistīšanas metode ir ļoti noderīga arī pusvadītāju materiālu sagatavošanā.Papildus tiem var izmantot arī starojuma potēšanas paņēmienu, lai sagatavotu vadošu kompozītplēvi un plēves ar fotovadošu izturēšanos.
Ievietošanas laiks: maijs-02-2017