Research of the influence of ingredients on electrophysical properties of nanomodified fire-safe polymer compositions with magnesium oxide dihydrates

Olena Chulieieva, Volodymyr Zolotaryov
2019 Bulletin of the National Technical University «KhPI» Series New solutions in modern technologies  
АНОТАЦІЯ Метою статті є визначення впливу фізико-хімічних властивостей та концентрації модифікаторів, типу і дисперсності дигідратів оксиду магнію та полімерної матриці на електрофізичні властивості пожежобезпечних композиційних матеріалів кополімеру етилену з вінілацетатом. Досліджували композиції кополімеру з показником плинності розплаву 2,5 г/10 хв та 5 г/10 хв., дигідрати оксиду магнію з середнім медіаннім діаметром часточок 3 мкм та 3,7 мкм, аміносилани з динамічною в'язкістю 2 МПа • с та
more » ... зкістю 2 МПа • с та 2,5 МПа • с. Для проведення досліджень використовували методи визначення електричної міцності, об'ємного електричного опору, тангенсу кута діелектричних втрат, діелектричної проникності. Для цього використовували апарат випробування ізоляції, вимірювач електричного опору ізоляції, міст змінного струму. З метою порівняння для кожної полімерної композиції будували графіки залежності цих показників від вмісту інгредієнтів. Отримано електрофізичні характеристики, які дозволяють визначити склад, що забезпечує оптимальні значення для ізоляційних матеріалів з підвищеними вимогами пожежної безпеки. Вперше використано методи електрофізичних досліджень з метою визначення впливу властивостей інгредієнтів полімерних композицій на електричну міцність, питомий об'ємний електричний опір, тангенс кута діелектричних втрат, діелектричну проникність. Електрична міцність підвищується з 25,5 кВ/мм до 30 кВ/мм, питомий об'ємний електричний опір підвищується від 4 • 10 12 Ом • см до 6 • 10 14 Ом • см, діелектрична проникність зменшується до 3,8, а тангенс кута діелектричних втрат до 0,0055. Результати досліджень доцільно використовувати для розробки складу пожежобезпечних полімерних композицій для кабельної продукції. Ключові слова: композиційні матеріали; модифікатор; кополімер етилену з вінілацетатом; дигідрат оксиду магнію; електрофізичні властивості. ABSTRACT The purpose of the article is to determine the influence of physico-chemical properties and concentration of modifiers, the type and dispersion of magnesium oxide dehydrates and the polymer matrix on the electrophysical properties of fire-fighting composite materials of copolymer ethylene with vinyl acetate. Copolymer compositions with a flux rate of 2,5 g/10 min and 5 g/10 min, magnesium oxide dihydrates with a mean median diameter of particles of 3 μm and 3,7 μm were studied, amino silanes with a dynamic viscosity of 2 MPa • s and 2,5 MPa • s. Methods for determination of electric strength, volume electric resistance, tangent of dielectric loss angle, dielectric permittivity were used for conducting researches. For this purpose, a device for testing isolation, an electric resistive resistance meter, and an AC bridge were used. In order to compare these indices, for each polymer composition, the graphs were based on the content of the ingredients. Electrophysical characteristics have been obtained, which allow determining the composition that provides optimal values for insulating materials with increased fire safety requirements. Electrophysical investigations were first used to determine the effect of the properties of polymer compositions on electrical strength, specific volumetric electrical resistance, tangent of the angle of dielectric losses, dielectric permeability. The electrical strength rises from 25,5 kV/mm to 30 kV/mm, the specific volumetric electric resistance rises from 4 • 10 12 Ω cm to 6 • 10 14 Ω cm, the dielectric constant decreases to 3,8 and the tangent the angle of dielectric loss to 0,0055. The results of researches should be used for the development of the composition of fire-safe polymer compositions for cable products.
doi:10.20998/2413-4295.2019.45.25 fatcat:54yzk3r7trhxpeiuduh4otuqqa