مقدمه

امروزه استفاده از محصولات قابل انقباض حرارتی در صنایع کابل سازی، برقومخـابرات، جهـت عایقکـاری محل اتصالاتومحافظت آنها در برابر خوردگی افزایش یافتـه اسـت. در فرآینـد تولیـد ایـن مـواد، محصـول شبکهای شده در دمای بالا تحت کشش قرار میگیرد و در همان حالت سرد میگـردد. در اثـر جهـت گیـری مولکولی زنجیرههای پلیمر، حافظهای در ساختار ماده بوجود میآید که تنش اعمال شده در هنگـام کشـش را حفظ میکند. آزاد شدن این تنش محبوس در اثر اعمال حرارت، باعث برگشـت ایـن مـواد بـه حالـت اولیـه میگردد که از همین ویژگی برای عایقکاری محل اتصالات استفاده میشود. پلیالفینها و کوپلیمرهای آنها بـه عنوان پلیمرهای حافظهدار برای تولید محصولات قابل انقباض توسط حرارت بکـار میرونـد. وجـود نـواحی کریستالی در این مواد، باعث حفظ ساختار منبسط شده و ایجاد حافظه در به خاطر سـپردن شـکل اولیـه ایـن محصولات میشود .[ ۱-۳] ضعف پلیاتیلن در کاربردهای صنعتی تحت دمای بـالا پایـداری حرارتـینسـبتاً پایین آن است که این نقیصه با شبکهای کردن تاحدی قابل جبران است. مقاومت پلی الفینها در برابر شـعله را میتوان با استفاده از مواد شیمیایی تاخیردهنده شعله بهبود بخشید. این مواد با مکانیسمهای مختلـف مقاومـت ماده در برابر شعله را افزایش میدهند. بعضی از آنها مانند Al(OH)3 وMg(OH)2 نمیسـوزند و بـه صـورت گرماگیر تجزیه شده و آب تولید میکنند. گونهای دیگر نظیرهالیدهای مختلف مستقیماً بـه سـاختار شـیمیایی پلیمر وارد شده و با آزاد سازی ترکیبات هالوژندار در طول احتراق، نه تنها نرخ آزادسازی حرارت را کـاهش میدهند بلکه با رادیکالهای آزاد، ترکیب شده و با مصرف آنها واکنش احتراق را کند میکنند.[۴-۷]

بشقابک قطعهای است که نصب آن روی سـرکابلهای بـرق باعـث افـزایش طـول خـزش میشـود. شـکل ۱ نمونهای از بشقابک را نشان میدهد. جهت تولید این محصول ابتدا توسط دسـتگاه مخلـوطکن آمیزههـایی بـا درصدهای مختلف از پلیاتیلن سبک، پلی اتیلن وینیل استات و مواد ضد شـعله تهیـه شـد. بـهکمک دسـتگاه پرس از این آمیزهها صفحاتی تهیه گردید که با باریکه الکترونهـای۱۰ MeVدر گسـتره دز جـذبی۱۲۰ تـا ۱۷۰

۴۹۵

کیلوگری پرتودهی شد. سپس خواص مکانیکی آمیزهها از قبیل استحکام کششی، درصد ازدیاد طول و سـختی قبل و بعد از پرتودهی، همچنین شاخص حدی اکسیژن ۱ مطابق با ASTM D2863 نمونهها مورد بررسی قـرار گرفت و ترکیب درصد بهینه افزودنیها با در نظر گرفتن خواص مذکور تعیین گردید. لازم بـه ذکـر اسـت کـه برای انتخاب مواد اولیه و دستیابی به ترکیب درصد بهینه از مرجـع مشخصـات مـواد بشـقابک اسـتفاده شـده است. جدول۱ حداقل خواص لازم در تهیه آمیزه مناسب را نشان میدهد.

جدول :۱ مشخصات فنی بشقابک

Value Unit Property

Min 10 Mpa Tensile
Min 300 % Ultimate elongation
Min 45 shore D Hardness
Min 8 Mpa Tensile after aging(at 136°C for 168 hrs)
Min 200 % Elongation after aging(at 136°C for 168 hrs)
Min 2 % Color read content
24 % Limiting Oxygen Index (LOI)

شکل :۱ نمونههایی از بشقابک

۱- Limiting Oxygen Index (LOI)

۴۹۶

روش کار

در این تحقیق از پلیاتیلن سبک تزریقی با شاخص جریان مذاب ۲۲ گرم بر ۱۰ دقیقه تولیدی پتروشیمی لالـه ، پلــی اتــیلن وینیــل اســتات %۱۸ ، مســتربچ رنگــی قرمــز و ضداکســنده ایرگــانوکس۱۰۱۰ اســتفاده شــد. از تریاکسیدآنتیموان و دکابرومودیفنیلاتر به منظور مقاوم کـردن آمیزههـا دربرابـر شـعله و همچنـین ازکلسـیم استئارات بعنوان روانکننده استفاده گردید. شاخص جریان مذاب نمونهها با استفاده از دسـتگاه (Zwick4100) Extrusion Plastometer تعیین شد .[۸] برای اختلاط اولیه مواد از دسـتگاه مخلـوطکن دو بـازویی و بـرای شکلدهی نمونهها به صورت صفحه از دستگاه پرس هیدرولیکی استفاده گردیـد. میـزان اسـتحکام کششـی و درصد افزایش طول نمونه ها با استفاده از دستگاه کشش هیوا دردمای محیط اندازهگیری شد. در ادامه سـختی نمونهها با استفاده از دستگاه سختی سنج، مطابق بـاShoreD تعیینگردیـد. شـاخص حـدی اکسـیژن نمونـهها توسـط دسـتگاه Flammability Tester و میـزان شـبکهای شـدن بـا آزمـون ژل مطـابق بـا ASTM D2765 اندازهگیری شد. شبکهایکردن نمونهها با استفاده از باریکه الکترونهای۱۰ MeVحاصل از دسـتگاه شـتابدهنده الکترون مدل RhodotronTT200 انجام شـد. همچنـین خـواص مکـانیکی نمونـهها پـس از آزمـون کهنگـی حرارتی۲ در شرایط دمایی۱۳۶ºC به مدت۱۶۸ h اندازهگیری گردید. در ابتدا با استفاده از دسـتگاه مخلـوطکن از مواد اولیه سه آمیزه در دمای۱۷۰ ºC و دور۸۰ rpm تهیه شد و سپس توسط دسـتگاه پـرس هیـدرولیکی در دمای۱۷۰ C و فشـار ۱۰۰ bar صـفحاتی بـه ضـخامت ۲ میلیمتـر تهیـه گردیـد. سـپسخواص مکـانیکی و شاخصهای جریان مذاب نمونهها مورد بررسی قرار گرفت. جدول ۲ ترکیب درصد سه آمیزه اولیه و خـواص آنها قبل از پرتودهی را نشان میدهد.