تم تطبيق البولي إيثيلين المتشابك (XLPE) على نطاق واسع لمواد عزل الكابلات ذات الجهد العالي بسبب خصائصه الكهربائية والميكانيكية الممتازة. تفاعل بيروكسيد الربط المتقاطع هو العملية التقليدية المستخدمة في تركيب عزل كابل البولي إيثيلين عالي الجهد ؛ ومع ذلك ، فإن هذه العملية لها عيوب مختلفة (e.g.، سرعة الإنتاج البطيئة ، الاستهلاك العالي للطاقة ، الربط المسبق للمادة على سطح البثق يموت خلال فترات الإنتاج الطويلة).
قد تصبح عملية الربط المتقاطع للإشعاع فوق البنفسجي (UV) مرشحًا لتصنيع مادة الكابلات ذات الجهد العالي XLPE. وبمساعدة بادئ الصورة ، يمكن لطاقة الأشعة فوق البنفسجية اختراق جدار العزل بسهولة وتحفيز الربط المتبادل عندما الجدار العازل شفاف لأن بلورات البولي إيثيلين تذوب بعد التسخين عن طريق البثق.
تشمل مزايا عبور الأشعة فوق البنفسجية مقارنة بالعملية التقليدية سرعة المعالجة السريعة ، ومنطقة الإشعاع الصغيرة ، وتوفير الطاقة ، والإنتاج ليس حساسًا للحرارة. أوضحت الدراسات التجريبية أن معدل التفاعل المتشابك للأشعة فوق البنفسجية لا يتأثر فقط بالطاقة ، والطيف الإشعاعي للمصباح الزئبقي ، ونظام الصمام الثنائي الباعث للضوء (LED) الهجين ، ولكن أيضًا نوع ومحتوى الملمع الضوئي والرابط المتشابك .
مع استخدام المتشابك متعدد الوظائف ثلاثي الأيزوسيانات (TAIC) ، فإن عملية الربط المتشابك للبولي إيثيلينعبريمكن أن تكون الأشعة فوق البنفسجية بسرعة تصل إلى ملي ثانية ، في حين أن معدل التشابك يكون على مقياس زمني دقيق فقط باستخدام مؤثر ضوئي فقط.
ومع ذلك ، فإن آلية رد فعل الربط عبر البولي ايثيلينعبرالأشعة فوق البنفسجية على المستويين الذري والجزيئي ليست واضحة حتى الآن ، خاصة باستخدام جهاز تشابك. لذلك ، لتوضيح التفاعلات الكيميائية التي تحدث أثناء الربط المتقاطع للأشعة فوق البنفسجية للبولي إيثيلين لتطوير مواد جدار العزل لكابلات الجهد العالي ، يجب فهم الدور الذي يلعبه الرابط المتشابك بوضوح.
تحت مجال كهربائي عالي ومتشعب ، غالبًا ما يبدأ التفريغ الجزئي وفشل العزل عن طريق التشجير الكهربائي.
يقتصر الجهد المقنن لكابلات الطاقة المعزولة XLPE على 500 كيلو فولت على الرغم من تصنيع XLPE بتقنية فائقة التنظيف. وقد أظهرت الأبحاث أن بعض المركبات العطرية متعددة الحلقات العضوية أو تلك ذات الهياكل الشبيهة بالبنزوفينون ، والتي تعمل كمثبتات جهد ، يمكن أن تزيد من مقاومة التشجير الكهربائي بشكل فعال.
باستخدام الدراسات النظرية ، أوضحت مجموعتنا أولاً آليات مركبات الكربونيل العطرية كمثبتات جهد لزيادة قوة الانهيار الكهربائي لـ XLPE في عام 2013.الأسيتوفينون هو مثال لمركب الكربونيل العطري الذي يمكن أن يعمل كمثبت جهد. ومع ذلك ، فإنه يهاجر بسهولة خارج المصفوفة البوليمرية. وبالتالي ، يمكن لمركبات الكربونيل العطرية والبنزيل مع سلسلة ألكوكسي أكبر زيادة التوافق مع مصفوفة البولي إيثيلين بشكل فعال وتحسين مستوى بداية التشجير الكهربائي بشكل كبير.
هذا ألهمنا بالتحقيق في ما إذا كان يمكن تطعيم سلاسل البولي إيثيلين بجزيئات مثبتات الجهد لإنتاج منتجات ثابتة أثناء عملية الربط المتقاطع للأشعة فوق البنفسجية لتصنيع مواد العزل XLPE التي تتمتع بأداء عزل دائم.