149621. lajstromszámú szabadalom • Eljárás alakdarabok előállítására organikus pervegyületekkel vulkanizálható elasztomérekből
2 149.621 nek, melyekkel e kopolimerekből vulkanizált elasztomerek állíthatók elő. E kopolimerek és a belőlük készült vulkanizált alakdarabok új termékek és azok szerkezeti és fiziko-kémiai tulajdonságaik összességében különböznek a hagyományos kopolimerektől és elasztomerektől. Meglepő módon azt találtuk, hogy az etilénnek alfa-olefinekkel képzett kopolimerjein alapuló, vagy legalább 5 súlyszázaléknyi ilyen kopolimert tartalmazó keverékei, formálás után, impregnálás útján vulkanizálhatok. Ezek a keverékek a szokásos töltőanyagok mellett a keverék 0,1-től 3 súlyszázalékáig terjedő mennyiségű S-t, vagy célszerűen peroxid-gramm-molekulánként 0,1-től 3 grammatom S-t tartalmazhatnak. Az alkalmazott kopolimerek molekulasúlya 50 000-től 500 000-ig, célszerűen 80 000-től 180 000-ig terjed és azok 40—65 molszázalék propilént tartalmaznak. A találmány szerinti eljárás előnyeit a következőkben, különleges alakdarabok (elektromos kábelek, tömlők, fonalak stb.) előállításával kapcsolatban ismertetjük; nyilvánvaló azonban, hogy az eljárás etilén-propilén kopolímerjeit tartalmazó vagy ilyen alapú keverékekből készült bármilyen áruk gyártásánál igen előnyös. 1. példa: Elektromos kábelek gyártása. Az elektromos energia szállítására való kábelek rugalmas vagy képlékeny anyagból készített szigetelőburkolattal rendelkeznek; az első csoporthoz tartoznak a vulkanizált kaucsukféleségek, mint a természetes kaucsuk, a butadién-stirol kopolimer-kaucsuk, butilkaucsuk, szilikonkaucsuk és az etilén-propilén-kopolimérkaucsuk; a második csoporthoz tartoznak a plasztik-anyagok, a polietilén, a polipropilén és a polivínilklorid. Fentebb már említettük, hogy az extrudálási műveleteknél a 100—120 C° hőmérsékletet nem léphetjük túl, ami csak növeli a tiszta kaucsuk extrudálásának nehézségeit és nagymennyiségű töltőanyagok, rendszerint kaolint vagy kalciumkarbonátot tartalmazó keverékek használatára kényszerít. Ezek a töltőanyagok azonban jelentős mértékben csökkentik az eredeti elasztomer elektromos tulajdonságait: csökken a fajlagos ellenállás, növekszik a dielektromos állandó, növekednek a dielektromos veszteségek, nagyobb lesz a vízfelszívó képesség és nagyobb a töltőanyagok egyenlőtlen eloszlása következtében előadódó hibák lehetősége. A plasztik anyagok alkalmazásánál különleges extrudálási problémák nem adódnak: ez a művelet töltőanyagok hozzáadása nélkül is könnyen végrehajtható, ha elegendően nagy hőmérsékleten dolgozunk; másrészről azonban ezeknek az anyagoknak a hőképlékenysége súlyos hátrányt jelent, mert bizonyos ideig tartó rövidzárlat közben, amikor a vezetékben 150 C°, sőt ennél nagyobb hőmérséklet is keletkezhet, az egész kábel károsodhat a szigetelőburkolat olvadása, vagy erősebb mértékű lágyulása és az ezek következtében előállható vezeték-eltolódás miatt: a vastag kábelek üzemi hőmérséklete pedig 70—90 C° s ilyen hőmérsékleten a plasztikanyagok már lágyulni kezdenek. A polietilén esetében például úgy igyekeztek e hátrányt kiküszöbölni, hogy a szigetelőburkolatban beta- vagy gammasugárzás hatására térhálósodást idéztek elő. Ehhez azonban igen költséges készülékek szükségesek. A találmány szerinti eljárással lehetségessé válik, hogy töltőanyagnélküli, tiszta elasztomerekből készítsünk elektromos kábelek részére szigetelőburkolatot, a vulkanizálószerek jelenléte által megengedettnél magasabb hőmérsékleten való extrudálás útján. Kísérleti céllal előállítottunk kb. 50 m hosszú, 16 mm2 vezetékkeresztmetszetű vékony kábeleket, 5 mm falvastagságú szigetelőburkolattal. Etilén-propilén-kopolímert használtunk, úgy amint van. Az extrudálás hőmérséklete kb. 200 C° volt. Az etilén-propilén-kopolimerből, a kopolimer konzisztenciája és gázáteresztőképessége következményeképpen, különösen sima, tömör és buborékmentes extrudált darabokat nyertünk. A kábeleket, az extrudálás után közvetlenül, lehűtés céljából, 20 C°-os vízbe merítettük; levegőárammal való szárítás után csévére tekercseltük, majd 40 C°-os acetonfürdőbe merítettük, amelyben tetraklór-tercier-butilperoxidot oldottunk fel ( 1 1 acetonra 50 g peroxid). A bemerítés időtartama 20 óra volt; ezután a kábeleket kb. 2 órán át 40 C°-os vákuum-szárítókemencében szárítottuk és azután vulkanizálás végett 60 percig 150 C°-os autoklávkazánba helyeztük. Vulkanizálás után megmértük a szigetelőburkolat dielektromos merevségét és elektromos ellenállását. A méréseket az ASTM- D 470-58T sz. szabvány előírásai szerint végeztük és azok eredménye a következő volt: — Legnagyobb kibírt feszültség (Volt) 69 000 — Legnagyobb kibírt elektromosmező (Volt/mm) 24 000 — Elektromos ellenállás (M Q /km) 35 000 — Fajlagos ellenállás (Í3x cm) 2,1018 A vezetékről lehúzott szigetelőburkolatot az ASTM D 412-51T sz. szabvány előírásai szerint mechanikai vizsgálatnak vetettük alá és az alábbi eredményeket kaptuk: — Szakítószilárdság (kg/cm2 ) 32 — Törési nyúlás (%) 600 — Rugalmassági modulus 300%-os nyúlásnál (kg/cm2 ) 11 Az etilén-propilén kopolimer szakítóiszilárdságának növelése végett a következő plasztikanyagokból készítettünk kiindulókeveréket: polietilén, polipropilén, polivínilklorid és polistirol; egyébként erősítő hatóanyagként alkalmazhatunk bármilyen gyantát is, amely elektromos szigetelés szempontjából jó tulajdonságokkal rendelkezik. Például 30 I rész polietilént tartalmazó keverékből 70—75 kg/cm2 szakítószilárdságú szigetelőburkolatot készítettünk. Fent említett módon jó eredménnyel készíthetünk kisméretű kábeleket természetes kaucsokböl . és stirol-butadién kopolimerkaucsukból is.
