On silane crosslinking of polyethylene for wire and cable insulations

Ing. Miroslav PASTOREK

Diplomová práce

Abstract:

Crosslinked polyethylene (XLPE) is commonly used as material for cable and wire insulations. Silane crosslinked polyethylene is the latest XLPE material using for mentioned applications. The thesis investigates the performance and property evolution of silane crosslinked polyethylene (VisicoTM LE4423/AmbicatTM LE447) upon thermal ageing. The work is focused mainly on morphological, mechanical and chemical changes in crosslinked and subsequently aged material. The material was crosslinked in water bath at two different temperatures and subsequently thermally aged in an oven at two different temperatures. Three different modes of oven were used {--} normal oven, vacuum oven and normal oven with increased humidity. The changes in polymer were followed using differential scanning calorimetry, infrared spectroscopy and standard tensile testing. It was found that the mechanical performance of the material and its evolution upon ageing is related to two parallel occurring processes: improvement of crystalline arrangement (morphology) and further crosslinking reactions. No thermooxidation reactions occurred even upon long-term ageing.

Abstract:

Síťovaný polyetylén (XLPE) je nejčastěji používaný jako materiál na izolace kabelů a vodičů. Polyetylén síťovaný silanem je nejnovější XLPE materiál používaný pro tyto aplikace. Tato diplomová práce zkoumá vlastnosti a vývoj polyetylénu síťovaného silanem (VisicoTM LE4423/AmbicatTM LE447) v průběhu tepelného stárnutí. Práce je zaměřená hlavně na morfologické, mechanické a chemická změny v síťovaném a následně stárnutém materiálu. Materiál byl síťovaný ve vodní lázní při dvou různých teplotách a následně termálně stárnul v sušárně při dvou různých teplotách. Na stárnutí byly použity tři různé režimy {--} normální sušárna, normální sušárna se zvýšenou vlhkostí a vakuová sušárna. Změny v polymeru byly sledovány s použitím diferenciální snímací kalorimetrie, infračervené spektroskopie a standardní tahové zkoušky. Zjistilo se, že mechanické vlastnosti materiálu a jeho vývoj v průběhu stárnutí souvisí se dvěmi probíhajícími paralelními procesy: zdokonalení krystalického uspořádání (morfologie) a další síťovací reakce. V průběhu dlouhodobého stárnutí nenastaly žádné termooxidační reakce.

Keywords

EVS kopolymer, síťovaný polyetylén, síťování vlhkostí, vinyl trimethoxysilan, XLPE, PEX, VTMS, Visico, mechanická tahová zkouška, DSC, FTIR analýza

Jazyk práce: angličtina

Datum vytvoření / odevzdání či podání práce: 16. 5. 2008

Identifikátor: 7642

Obhajoba závěrečné práce

• Obhajoba proběhla 11. 6. 2008

Univerzita Tomáše Bati ve Zlíně

Fakulta technologická

Magisterský studijní program / obor:
Chemie a technologie materiálů / Inženýrství polymerů