Polietilena reticulată (XLPE) a fost aplicată pe scară largă pentru materialele de izolare a cablurilor de înaltă tensiune datorită proprietăților electrice și mecanice excelente. Reacția de reticulare a peroxidului este procedeul tradițional utilizat pentru sinteza izolării cablurilor de polietilenă de înaltă tensiune; cu toate acestea, acest proces prezintă diverse dezavantaje (e.g., viteză lentă de producție, consum ridicat de energie, încrucișare prealabilă a materialului de pe suprafața matriței de extrudare în perioade lungi de producție).
Procesul de reticulare a radiațiilor ultraviolete (UV) poate deveni un candidat pentru fabricarea materialului de cablu de înaltă tensiune XLPE. Cu ajutorul unui foto-inițiator, energia UV poate pătrunde cu ușurință în peretele de izolație și poate induce o reticulare atunci când peretele izolator este transparent, deoarece cristalele de polietilenă se topesc după încălzire prin extrudare.
Avantajele traversării UV în comparație cu procesul tradițional includ viteza de procesare rapidă, zona de radiații mici, economisirea de energie, iar producția nu este termosensibilă. Cercetările experimentale au arătat că rata reacției de reticulare a radiațiilor UV nu este influențată doar de putere, spectrul de radiații al lămpii cu mercur și de sistemul hibrid de diode emisoare de lumină UV (LED), dar și de tipul și conținutul fotoinitiatorului și reticulantului. .
Folosind izocyanuratul trialilic reticulat multifuncțional (TAIC), procesul de reticulare a polietileneiprin intermediulRadiațiile UV pot fi la fel de rapide ca mili-secunde, în timp ce viteza de reticulare este doar la un interval de timp, folosind doar un fotoinitiator.
Cu toate acestea, mecanismul de reacție al reticulării polietileneiprin intermediulRadiațiile UV la nivel atomic și molecular nu sunt foarte clare până în prezent, în special cu utilizarea unui reticulant. Prin urmare, pentru a elucida reacțiile chimice care au loc în timpul încrucișării radiațiilor UV a polietilenei pentru dezvoltarea materialelor de perete de izolație pentru cabluri de înaltă tensiune, rolul jucat de reticulă trebuie înțeles clar.
În condițiile unui câmp electric înalt și divergent, descărcarea parțială și defectarea izolației sunt adesea inițiate de arborele electric.
Tensiunea nominală a cablurilor de alimentare izolate XLPE este limitată la 500 kV, chiar dacă XLPE este fabricat cu tehnologie super-curată. Cercetările au arătat că unii compuși aromatici policiclici organici sau cei cu structuri asemănătoare benzofenonei, care servesc ca stabilizatori de tensiune, pot crește eficient rezistența la arborele electric.
Folosind studii teoretice, grupul nostru a elucidat mai întâi mecanismele compușilor carbonilici aromatici ca stabilizatori de tensiune pentru creșterea rezistenței la rupere electrică a XLPE în 2013. Acetofenona este un exemplu de compus carbonil aromatic care poate funcționa ca un stabilizator de tensiune; cu toate acestea, migrează cu ușurință în afara matricei polimerice. Astfel, compușii aromatici de tip carbonil și benzil cu un lanț alcoxi mai mare pot crește eficient compatibilitatea cu matricea de polietilenă și pot îmbunătăți semnificativ nivelul de început al arborelui electric.
Acest lucru ne-a inspirat să investigăm dacă lanțurile de polietilenă pot fi grefate cu molecule stabilizatoare de tensiune pentru a produce produse staționare în timpul procesului de reticulare a radiațiilor UV pentru fabricarea materialelor de izolare XLPE care au performanțe de izolare permanentă.