22302

لاستيك هاي سيليكوني فوق آبگريز با قابليت پوشش دهي بر روي مقره هاي برق

كارشناسي ارشد

طراحي كاربردي - طراحي و جامدات

1399/4/31

دكتر محمود مهرداد شكريه

مكانيك

هدف از انجام اين پژوهش ساخت پوشش نانو كامپوزيتي فوق آبگريز با قابليت پوشش دهي بر روي مقرههاي برق با استفاده از لاستيكهاي سيليكوني است. بدين منظور از دو نوع پليمر سيليكوني ازجمله: سيليكوني قالبگيري RTV-2و همچنين سيليكون Sylgard184استفاده شد. با توجه به اينكه پليمر سيليكوني 2-RTV و پليمر سيليكوني ،Sylgard184خاصيتي آبگريز دارد. براي افزايش زاويه تماس در اين دو پليمر از نانو ذرات سيليكا و تيتانيوم دياكسيد به منظور افزايش زبري سطح و به تبع آن كاهش نيروي چسبندگي ميان سطح و قطرات آب استفاده شد. آزمون آبگريزي به منظور تعيين زاويه تماس استاتيكي قطره با سطح پوشش مورد نظر انجام شد. همچنين به بررسي تأثير عواملي همانند: آلودگي نمكي غير آلي، تابش اشعه ماوراءبنفش بر خاصيت آبگريزي و همچنين بازيابي خاصيت آبگريزي بعد از قرارگيري در معرض آلودگي در پوشش بررسي شد. در پايان با پوششدهي، پوشش ساخته شده بر روي مقره سراميكي، آزمون شكست الكتريكي ولتاژ بالا در شرايط خيس و خشك، در دو حالت وجود و عدم وجود آلودگي انجام شد. آزمايشهاي انجام شده نشان دهنده كارايي بهتر پوشش نانو كامپوزيتي حاوي پليمر سيليكوني RTV-2 از لحاظ آبگريزي در شرايط آلوده و همچنين بازيابي خاصيت آبگريزي بعد از قرارگيري در معرض آلودگي نسبت به پليمر Sylgard184است. بيشتر زاويه تماس سطح، در شرايط عدم حضور آلودگي، حضور آلودگي و همچنين بازيابي خاصيت آبگريزي با افزودن %50وزني از نانو ذرات تيتانيوم دي اكسيد حاصل شد. آزمون ولتاژ شكست نيز براي مقره حاوي اين پوشش انجام شد كه ولتاژ شكست الكتريكي نسبت به حالت عدم وجود پوشش در شرايط خيس و خشك افزايش يافت. با قرارگيري پوشش در معرض آلودگي غير آلي نمكي زاويه تماس سطح به شدت كاهش مييابد، ولي قرارگيري در معرض تابش اشعه ماوراءبنفش تاثيري بر خاصيت آبگريزي پوشش نانو كامپوزيتي حاوي پليمر سيليكوني نميگذارد. افزودن افزودنيها (ازجمله سيليكا، تيتانيوم دياكسيد، ATHو حلال) به پليمر سيليكوني باعث ايجاد تركهاي سطحي در پوشش نانو كامپوزيتي ميشود. تأثير افزودن ATHبه دليل ساختار آبدوست خود باعث كاهش زاويه تماس سطح و حلال به دليل افزايش انتقال نانو ذرات به سطح پوشش و افزايش زبري سطح باعث افزايش زاويه تماس سطح پوشش ميشوند.

1399/05/07

Super-hydrophobic silicone rubber with the ability to coating in Electrical insulators

7/21/2020 12:00:00 AM

The purpose of this study is to fabricate a hydrophobic silicone rubber nanocomposite coating for electrical insulators. For this purpose, two types of Silicone polymer (RTV-2 molding Silicone and pure Sylgard184 Silicone were used. It must be mentioned that RTV-2 Silicone polymer and Sylgard184 Silicone polymer have hydrophobic properties. To increase the contact angle of these two polymers, Silica and Titanium dioxide nanoparticle were used to increase the surface roughness and thus reduce the adhesion force between the surface and water droplets. The hydrophobicity test was performed to determine the static contact angle of the water droplet with the coating surface. The effects of factors such as inorganic salt contamination and UV irradiation on the hydrophobic property after exposure to contamination in the coating were investigated. Finally, by covering the coating on the insulator, a high voltage electrical failure test of ceramic insulator was carried out under both wet and dry conditions and in both presence and absence of contamination. Experiments have shown the better performance of nanocomposite coating containing RTV- 2 Silicone polymer for hydrophobicity under contamination condition as well as recovery of the hydrophobic property after exposure to contamination compared with Sylgard184 polymer. The greater surface contact angle, under the absence and presence of the contamination, and recovery of hydrophobicity, was obtained by adding 50% Titanium dioxide nanoparticle. An electrical discharge test was also conducted for the insulator covered by the coating, which showed the increase of the voltage of the electrical failure in comparison with the uncoated insulators in wet and dry conditions. Exposure to inorganic salt contamination significantly reduces the surface contact angle, but exposure to ultraviolet radiation does not affect the hydrophobicity of the nanocomposite coating containing Silicone polymer. Addition of additives (Silica, Titanium dioxide, ATH, and solvent) to the silicone polymer results in surface cracks in the nanocomposite coating. The effect of adding ATH due to its hydrophilic structure reduces the contact angle of the surface and the solvent due to increasing the transfer of nanoparticles to the coating surface and increasing the surface roughness increases the contact angle of the coating surface