автореферат диссертации по энергетике, 05.14.12, диссертация на тему:Влияние технологических факторов на характеристики дендритообразования высоковольтной полимерной изоляции

На правах рукописи

ВОЛОХИН ВЛАДИСЛАВ АЛЕКСАНДРОВИЧ

ВЛИЯНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ФАКТОРОВ НА ХАРАКТЕРИСТИКИ ДЕНДРИТООБРАЗОВАНИЯ ВЫСОКОВОЛЬТНОЙ ПОЛИМЕРНОЙ ИЗОЛЯЦИИ

Специальность 05.14.12 - Техника высоких напряжений

Автореферат диссертации на соискание учёной степени кандидата технических наук

1 7 МДР 2011

Томск-2011

4840450

Работа выполнена в лаборатории Института физики высоких технологий ГОУ ВПО «Национальный исследовательский Томский политехнический университет»

Научный руководитель: Официальные оппоненты:

Ведущая организация:

Лебедев Сергей Михайлович доктор технических наук.

Овсянников Александр Георгиевич

доктор технических наук, профессор.

Днепровский Сергей Никитович кандидат технических наук.

Сибирский Федеральный университет, г. Красноярск.

Защита состоится «30» марта 2011г. в 15 часов на заседании совета по защите докторских и кандидатских диссертаций Д212.269.10 при ГОУ ВПО «Национальный исследовательский Томский политехнический университет» по адресу: 634050, г. Томск, пр. Ленина, 30.

С диссертацией можно ознакомиться в научно-технической библиотеке ГОУ ВПО ТПУ

Автореферат разослан «25» февраля 2011г.

Ученый секретарь совета п п

по защите докторских и кандидатских

диссертаций Д212.269.10, /wff'f

д.т.н., профессор V A.B. Кабышев

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ Актуальность работы

Исследование влияния остаточных механических напряжении (ОМН), возникающих при различных способах и технологических режимах переработки термопластичных материалов, на характер зарождения и развития разрушений в полимерных диэлектриках в сильном электрическом поле является актуальной задачей не только с научной, но и практической точки зрения. Такие исследования позволят получить новые знания о физических процессах, происходящих в механически напряжённых диэлектриках в сильном электрическом поле, и оптимизировать технологические режимы изготовления высоковольтной изоляции на основе установленной взаимосвязи технология-свойства полимера.

Цель диссертационной работы и задачи исследования Целью данной работы являлось исследование закономерностей изменения параметров процесса дендритообразования от способа переработки полимеров, а также от направления течения расплава полимерных диэлектриков при литье под давлением и разработка основ технологии изготовления высоковольтной изоляции из поликарбонатных смол на основе обнаруженных закономерностей.

Для достижения поставленной в диссертационной работе цели были сформулированы и решены следующие задачи.

1. Исследованы параметры дендритообразования поликарбоната (ПК), полистирола (ПС) и полиметилметакрилата (ПММА) в резконеоднород-ном электрическом поле при различных способах их переработки.

2. Разработаны методики создания направленного течения расплава в образцах из поликарбоната с электродами остриё-плоскость.

3. Установлены основные закономерности влияния направления течения расплава на параметры дендритообразования и физико-механические характеристики ПК.

4. Разработаны практические рекомендации по регулированию параметров дендритообразования путем создания заданного распределения остаточных механических напряжений.

5. Разработаны основы технологии изготовления изоляционных изделий из поликарбоната.

Методы исследования

Для достижения поставленной цели и решения задач исследования в работе использованы следующие экспериментальные методы: оптической микроскопии, поляризационно-оптический метод, метод регистрации частичных разрядов (ЧР), ИК-спектроскопии, дифференциальной сканирующей калориметрии, методы физико-механических и высоковольтных испытаний.

Достоверность полученных результатов

Достоверность полученных результатов подтверждается применением стандартных и традиционно применяемых современных методов исследования, оценкой доверительных вероятностей и погрешностей измерений

с помощью методов математической статистики.

Научная новизна и основные положения, выносимые на защиту

1. Установлено, что характеристики дендритообразования полимерных диэлектриков, перерабатываемых методом литья под давлением, зависят от направления течения расплава.

2. Предложена эмпирическая модель для оценки линейных размеров области разрушения по параметрам частичных разрядов и известным значениям показателей преломления полимерных материалов.

3. Установлено, что при одинаковой максимальной напряжённости внешнего электрического поля скорость разрушения поликарбоната, полистирола и полиметилметакрилата на начальной стадии электрического старения имеет обратную корреляционную связь с пределом текучести при растяжении, а средняя скорость разрушения полимеров имеет прямую корреляционную связь с коэффициентом температуропроводности материалов.

4. Установлено, что время зарождения дендрита та зависит от начальных условий формирования первичного канала разрушения и имеет корреляционную связь с модулем комплексного показателя преломления материалов, что позволило предложить эмпирическую модель оценки хд по параметрам частичных разрядов.

5. Предложена эмпирическая модель прогнозирования времени до пробоя полимерных диэлектриков \пр по времени зарождения дендрита та с учётом коэффициента неоднородности электрического поля.

Практическая значимость работы

1. На основании обнаруженных экспериментальных закономерностей сформулированы основы технологии изготовления высоковольтной изоляции из поликарбонатных смол.

2. Разработаны технологические принципы, позволившие организовать производство крупногабаритных изделий и заготовок из поликарбоната в лаборатории № 9 Института физики высоких технологий ГОУ ВПО «Национального исследовательского Томского политехнического университета» (ИФВТ ГОУ ВПО НИ ТПУ, г. Томск).

3. Предложен экспресс-способ определения качества крупногабаритных изделий и заготовок из поликарбоната по результатам оценки ударной вязкости и относительного удлинения при разрыве.

4. Показано, что времена до зарождения первичного канала разрушения, до зарождения дендрита и до пробоя полимерных диэлектриков, перерабатываемых способом литья под давлением, могут быть повышены на 2380 % за счёт оптимизации параметров процесса литья.

Реализация результатов

Перечисленные выше задачи решались при выполнении хоздоговорных и госбюджетных исследований, проводившихся по плану научно-исследовательских работ ИФВТ ГОУ ВПО НИ ТПУ, в рамках программы Минобразования РФ "Фундаментальные исследования высшей школы в области естественных и гуманитарных наук. Университеты России", аналитической ведомственной целевой программы Минобразования и науки РФ "Развитие научного потенциала высшей школы (2006-2008 годы)", федеральной целевой программы "Научные и научно-педагогические кадры инновационной России на 2009-2013 гг." в рамках государственных контрактов № П407, Ш913 и грантов молодых ученых ИФВТ ГОУ ВПО НИ ТПУ.

Личный вклад автора

Диссертационная работа выполнена в рамках исследований, проводимых в лаборатории №9 ИФВТ ГОУ ВПО НИ ТПУ при непосредственном личном участии автора. Автор внёс определяющий вклад в выбор методов исследований, проведение основной части измерений, анализ и интерпретацию полученных данных.

Апробация работы

Основные положения диссертационной работы докладывались и обсуждались на 5 Международных и 6 Всероссийских конференциях и симпозиумах.

Публикации

Основные результаты диссертационной работы опубликованы в 18 печатных работах, в том числе в 7 статьях в журналах, рекомендованных ВАК и 2 патентах РФ.

Структура и объем работы

Диссертация состоит из введения, 4 глав, заключения, списка литературы, включающего 101 наименование, и приложения. Работа изложена на 128 страницах, включая 51 рисунок и 18 таблиц.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении приведено обоснование актуальности темы диссертационной работы, сформулированы цели и задачи исследования, научная новизна и практическая значимость.

В первом разделе приведён литературный обзор работ, посвященных исследованию влияния ОМН на свойства полимеров. Формирование ОМН обусловлено свойствами полимерного материала, технологическими параметрами переработки, а в некоторых случаях и геометрией изоляционной конструкции.

Совместное воздействие электрического поля и механических напряжений на разрушение твердых диэлектриков является сложным процессом,

поэтому существуют разногласия о характере и степени влияния ОМН на эксплуатационные характеристики изоляции. Как правило, полностью избавиться от ОМН не удается. Поиск путей регулирования уровня ОМН и изменения распределения ОМН в объёме изделий с целью повышения их надёжности и качества является актуальной задачей. Особенно это касается высоковольтных конструкций, работающих при больших уровнях перенапряжения.

Во втором разделе представлены основные свойства исследованных полимерных материалов: ПК, ПС и ПММА. Для определения влияния ОМН разработаны методики изготовления образцов квазиизотермическим способом (КИТС), методом литья под давлением, методом прямого и литьевого прессования. Разработана методика изготовления образцов методом литья под давлением и литьевого прессования с различным направлением течения расплава. Описаны способы изготовления образцов и методы исследования.

Исследования влияния ОМН на процесс дендритообразования в системе электродов остриё-гшоскость осуществлялись с помощью поляриза-ционно-оптического метода и метода регистрации ЧР. На рис.1 представлена схема поляризационно-оптической установки, с помощью которой получали интерференционные картины цветных полос, характеризующие наличие ОМН. Регистрация ЧР производилась с помощью осциллографа ЬеСгоу. Исследовались следующие характеристики дендритообразования: время появления первичного канала То и его длина /о, время зарождения дендрита т,> и максимальная длина каналов дендрита /„.

Образцы испытывались на переменном напряжении промышленной частоты 50 Гц при С/= 15-25 кВ. Напряжение на образцы подавалось скачком.

Рис. 1. Схема поляризационно-оптической установки: 1 - источник света; 2 - поляризатор; 3 - система линз; 4 - образец; 5 -анализатор; 6 - экран; 7 - цифровая фото- или видеокамера.

Рис. 2. Типичная форма импульса ЧР.

После появления первых импульсов ЧР через время т0 испытательное напряжение отключалось и определение характера разрушения и линейных размеров первичных каналов осуществлялось с помощью оптической установки рис.1. Погрешность измерения длины первичных каналов методом сравнения не превышала 2%. После определения длины первичных каналов /0 напряжение снова подавалось скачком, и испытание образцов производилось вплоть до их пробоя.

Исследование физико-механических характеристик производилось согласно ГОСТ 11262-80 (испытание на растяжение), ГОСТ 4647-80 (испытание на сжатие) и ГОСТ 4647-80 (испытания на ударную вязкость по Шарпи).

Приведено краткое описание методик исследования влияния технологических параметров переработки КИТС на молекулярное строение с помощью метода ИК-спектроскопии, а также параметров фазовых переходов (методы дифференциальной сканирующей калориметрии и термогравиметрического анализа).

В третьем разделе приведены результаты исследования влияния технологии переработки на свойства полимерных материалов. Методом литья под давлением были изготовлены образцы с электродной системой остриё-плоскость (радиус закругления острия г = 3,5 ± 0,2 мкм; межэлектродное расстояние 4,9±0,1мм), в которых направление течения расплава в процессе литья было одинаковым - от плоскости к острию. Количество образцов из каждого материала составляло не менее 19.

В поляризованном свете определялось число интерференционных полос у острия А/„, их общая ширина Д„ и средняя ширина одной полосы Д1с/, = Д,/М„. Анализ осуществлялся только для образцов из ПК и ПС, т.к. ПММА не обладает двулучепреломлением. Результаты измерений параметров интерференционных полос представлены в табл. 1.

Таблица 1

Параметры интерференционных полос у острия в образцах из ПК и ПС

Параметр Материал образцов

ПК ПС

Мк 9 ± 1 5 ± 1

Д„, мкм 117 + 2 30,7 ± 6,7

Д1ср, мкм 13 ± 1 6,1 + 1,1

После скачкообразного подъёма напряжения до и = 15 кВ через время т0 происходит пробой локального участка диэлектрика на длине 10, который сопровождается появлением единичного импульса ЧР (рис.2). Причём, длина первичного канала 10 пропорциональна заряду с\и (табл. 2).

Таблица 2

Экс пери ментальные параметры процесса разрушения образцов

Параметр Материал образцов

ПК ПС ПММА

т0±Ат0, с 12.19±62 233+!9 1176+49

с/о+Ас/о, пКл 5,2±0,3 1 ,6±0,34 2,42±0,21

/о±А'о, мкм 10+1,5 3,5+0,72 5,6+0,42

та±Ат(), с 73730±4131 15762+1230 53816+4108

цд±Ас\д, пКл 11,5±0,9 17,3±0,70 13,6+1,26

1д±А1<>, мкм 24,5±1,9 37,2+3,4 32,3+2,3

тир±Атпр, с 156532+]0173 170143+15668 259706+19029

Ун, 1(Г10 м/с 2,00 21,70 5,07

Ур, 1 (Г8 м/с 5,86 3,18 2,39

После науглероживания первичного канала, когда его проводимость становится достаточной для выноса потенциала с электрода-остриё, начинается дальнейший процесс разрушения диэлектриков в механически напряжённой области. В образцах ПК и ПС каждая интерференционная полоса является "препятствием" для роста канала вдоль оси межэлектродного промежутка. Практически во всех случаях на границе раздела полос происходит искривление траектории каналов, и они растут в направлении, перпендикулярном силовым линиям электрического поля, либо вдоль границ раздела соседних изохром (рис. 3).

Рис. 3. Начальная стадия разрушения ПК - я), ПС ■• б) и ПММА - в) в механически напряженной области. Цена деления 12,5 мкм.

Через интервал времени хд процесс разрушения в механически напряжённой области завершается скачкообразным прорастанием дендрита, после чего дендрит растёт практически непрерывно. Наибольшее время зарождения дендрита та наблюдается в ПК, а наименьшее - в ПС. Так же как при образовании первичного канала, длина дендрита /а пропорциональна заряду ц,,, среднее значение которого увеличивается более чем в 2 раза по

сравнению с </0 (табл. 2).

С ростом интенсивности ЧР науглероживание каналов дендрита в ПК происходит существенно быстрее, чем в ПС и ПММА, поэтому время до пробоя т„р образцов ПК меньше.

Результаты оценки средних значений скоростей разрушения на начальной стадии Ун = (1д - /„)/( т,) - т0) и на стадии непрерывного роста дендрита Ур= (</ - 1дУ( - показали (см. табл. 2), что V,, для образцов ПК более чем в 2,5 и 10 раз меньше, чем V,, для образцов ПММА и ПС. Однако на стадии непрерывного роста дендрита, завершающейся пробоем образца, скорость разрушения ПК почти в 2 и 2,5 раза больше, чем ур ПС и

ПММА.

Методами КИТС и прямого прессования были изготовлены образцы с закладными стальными иглами (радиус закругления острия г = 3,5±0,2 мкм, межэлектродное расстояние ¿1- 4,9+0,1 мм). В связи с жесткими условиями переработки КИТС, к термопластам предъявляются высокие требования по теплостойкости и показателю текучести расплава. Поэтому образцы из ПММА и ПС изготавливались методом прямого прессования. При изготовлении образцов методом прямого прессования деформация расплава незначительна и практически отсутствует течение расплава. Этот способ изготовления близок к КИТС и позволяет осуществлять сравнительную оценку дендритостойкости ПК, ПС и ПММА.

Результаты контроля образцов поляризациоино-оптическим методом показали, что в образцах, изготовленных КИТС, число интерференционных полос уменьшается, а А\ср увеличивается почти в 2 раза (табл. 3). В образцах из ПС эти изменения менее существенны, что свидетельствует о влиянии избыточного давления на процесс формирования ОМН.

Таблица 3

Параметры

Параметр Материал

ПК ПС

м„ 6+1 5±1

Д,„ мкм 132+4,1 36+2

Д1с7„ мкм 22,0±1,45 7,2+0,8

Испытания образцов осуществлялись при напряжении ¿7=15 кВ, при этом были установлены те же общие закономерности зарождения и развития разрушений в полимерах. Разница заключается в том, что времена появления первичного канала х0 и дендрита т,> в образцах из ПК уменьшились на 20 и 5 % соответственно; в образцах из ПС - на 12 и 20 %, а в ПММА -на 33 и 44% (табл. 4).

Таблица 4

Экспериментальные параметры процесса разрушения образцов

Параметр Материал образцов

Ж ПС ПММА

Т0±АТ0, с 1017±25 208+13 883±17

qo±Aqo, пКл 5,7±0,6 1,9210,21 2,1510,13

/о±Д/о, мкм 12,5+1,3 4,2±0,44 5,3+0,51

тДДтд, с 69926±3338 13086±831 36639+1971

<7й±А<7й, пКл 12±1,0 21,5+1,97 12,1+1,13

/ДА/,), мкм 26±4,2 44,314,2 29,312,7

т„„±Дт„„, с 132521+9978 154242±11924 192549+23141

V„, 1(Г10 м/с 1,96 31,1 6,71

Vp, 10~8 м/с 7,77 3,51 3,16

Среднее значение скорости разрушения (Ун ) для образцов ПК остается практически неизменным, а для ПС и ПММА увеличивается почти на 43 и 33 % соответственно. Это свидетельствует о том, что ПС и ПММА являются менее термостабильными полимерами и при длительном воздействии высокой температуры может происходить частичная термоокислительная деструкция. В то же время уменьшение т0 и увеличение V,, и \7р для всех

исследованных полимеров может быть связано с иной ориентацией макромолекул и ОМН. При изготовлении образцов КИТС формируется меньшее число изохром и больше их ширина.

О .....................................................-L-..........-......-........................1 ....................----------------Í—..................-—........................

40 45 50 55 60 65 СТТ, МПа 0,7 0,8 0,4 1,0 1,1 1,2 (I. ЮЛг/с

Рис. 4. Зависимости VH =У(ст„,) и Vp =J(a) для образцов, изготовленных методом литья под давлением (1), КИТС и методом прямого прессования (2). Поиск корреляционных связей между скоростями разрушения VH и Vp с физическими свойствами материалов позволил установить, что VH имеет обратную корреляционную связь (коэффициент корреляции г —» -1)

с пределом текучести при растяжении о,„ (рис. 4), что подтверждает высказанное выше предположение о влиянии ориентации ОМН па процесс зарождения первичных каналов дендритов. Средняя скорость непрерывного роста дендрита Ур имеет прямую корреляционную связь с коэффициентом

температуропроводности а материалов (рис. 4), при этом коэффициент корреляции /• —» +1.

Коэффициент температуропроводности является производной характеристикой и зависит от коэффициента теплопроводности к, удельной теплоёмкости Су и плотности р материалов: а = лУ(р'Сс). В табл. 5 приведены теплофизические характеристики и значения плотности исследованных материалов.

Известно, что процесс переноса заряда осуществляется не только за счёт градиента электрического поля, но и за счёт теплового потока, поэтому малая скорость развития разрушения на завершающей стадии электрического старения (стадии непрерывного роста дендрита и формирования канала пробоя) может наблюдаться в материалах с возможно большей удельной теплоёмкостью Су и меньшей теплопроводностью к.

Таблица 5

Характеристка ПК ПС ПММА

к, Вт/м-град 0,200 0,122 0,139

Су, кДж/кг-град 1,170 1,257 1,508

а, 10~7 м2/с 1,4245 0,8967 0,775

р, кг/м3 1200 1080 1190

Таким образом, при наличии ОМН, время возникновения первичного канала т0 и начальная скорость развития разрушений в механически напряжённой области зависят: от предела текучести полимерных материалов при растяжении о„„ или предела прочности при растяжении ар; величины и направления ориентации внутренних механических напряжений; количества и ширины интерференционных полос.

Поскольку направление действия главных механических напряжений зависит от степени ориентации макромолекул полимера не только у элек-трода-остриё, но и во всем межэлектродном промежутке, то изменением направления течения расплава можно добиться уменьшения скорости развития разрушения и на завершающей стадии электрического старения. Для проверки этого предположения были изготовлены образцы с электродной системой остриё-плоскость из ПК методом литья под давлением (ЛПД) и литьевого прессования (ЛП) с различным направлением течения расплава: вариант А - направление течения расплава от плоскости к острию; вариант Б - направление течения расплава от острия к плоскости; вариант В -

направление течения расплава перпендикулярно оси межэлектродного промежутка.

При определённых условиях напряжённость поля, действующего на молекулы диэлектрика вблизи острия, может стать доминирующим фактором в процессе зарождения первичного канала. В этом случае, эффекты влияния ОМН на процесс зарождения и развития разрушений, обнаруженные в предыдущих разделах, могут стать не столь существенными. Для проверки этого предположения и ускорения процесса электрического старения ПК испытания образцов осуществлялись и = 25 кВ. Результаты определения параметров интерференционных полос в образцах ПК приведены в табл. 6.

Таблица 6

Параметры интерференционных полос в образцах ПК

Параметр Направление течения Примечание

А Б В

Ми 15+1 11+1 17±1 г = 3,5±0,2 мкм; с/=9,0±0,3 мм; способ ЛПД

А,„ мкм 472+57 312±46 268±33

Ь.\сп, мкм 31,5±1,6 28,4+1,4 15,8±0,9

Ми 15±3 12+2 14+3 г= 7,5±0,5 мкм; (1 = 9,3+0,3 мм; способ ЛП

А,„ мкм 610±53 428+32 292±48

Л 1с, мкм 40,7±4,8 35,7±3,4 20,9±1,1

Анализ интерференционных картин распределения ОМН во всём межэлектродном промежутке позволил установить, что потоки расплава в образцах, изготовленных по варианту В формируют интерференционную картину, существенно отличающуюся от таковой при продольном направлении течения расплава (рис. 5).

При этом, в образцах с продольным направлением течения расплава (варианты А и Б) вихревые течения образуются и остаются в виде кольцевых интерференционных полос в области у острия, а в образцах со смешанным течением наблюдается более сложная интерференционная картина с отсутствием кольцевых течений.

При исследовании процесса зарождения и развития разрушений в образцах ПК, изготовленных способами ЛПД и ЛП, было установлено, что при одном и том же радиусе закругления острия (г = 3,5 мкм), повышение испытательного напряжения в 1,7 раза приводит к существенному увеличению V,, ПК в механически напряженной области и Ур, однако основные

закономерности влияния ОМН на т0 и т,) остаются такими же, как в предыдущих разделах (табл. 7).

Рис. 5. Типичные интерференционные картины для образцов: а) - вариант А; б) - вариант Б; в) - вариант В.

Таблица 7

Экспериментальные значения параметров процесса разрушения образцов ПК, изготовленных способом ЛПД (г = 3,5 ± 0,2 мкм; Ц = 25 кВ)

Параметр Направление течения расплава

А Б В

т0±Ат0, с 42 + 3 58 ± 5 76 ±7

/0± А/о, мкм 30,5 ± 2,0 21 ±1,3 17 ±0,8

¿/0±Ад0, пКл 23,6 ± 1,4 16,2 ± 1,0 13 ±0,6

гй + Ат„, с 2830 + 270 3615 ±311 5151 -±605

1д ± А1с), мкм 123 ± 10 65 ±3 47 + 3

Цо+АЦо, пКл 94 + 8 50 ±5 38 + 3

х„р ± Дтлр, с 8607 ± 780 8961 ± 759 11380 ±848

4, 10"' м 8,70 8,65 8,60

Ун, 10"8 м/с 3,32 ! ,234 0,591

Ур, Ю-6 м/с 1,485 1,606 1,373

Направление течения расплава в варианте В при любом способе изготовления образцов позволяет увеличить не только Та за счёт снижения V,,, но и время до пробоя образцов ПК за счет уменьшения скорости роста дендритов Тр. Так, по сравнению с продольным направлением течения расплава от острия к плоскости, применение поперечного течения позволяет уменьшить ур на 17-21 %. В совокупности с уменьшением начальной

скорости разрушения, это позволяет увеличить время до зарождения дендритов и время до пробоя образцов на 42 и 27 % соответственно.

Одновременное исследование процесса зарождения и развития раз-

рушения полимеров поляризационно-оптическим методом и методом регистрации ЧР позволило установить, что в каждом исследуемом образце длина первичного канала /о и длина дендрита в момент его зарождения 4 прямо пропорциональны величинам зарядов <у0 и дг), регистрируемым в соответствующие моменты времени т0 и т,,. Такая пропорциональность сохраняется до тех пор, пока дендрит не начинает принимать разветвлённую форму. Длина первичного канала /0 может быть рассчитана по формуле:

/о ~ <7с/72 СУ-Еи-п2;

а длина дендрита 4 в момент его зарождения

1д ~ Ц,^! и-£0-п2,

где е0 = 8,854-10"12 Ф/м - электрическая постоянная; е,л = п2 - относительная диэлектрическая проницаемость материала на сверхвысокой частоте; и - показатель преломления материала.

Результаты расчёта /0 и 1а приведены в табл. 8, из которой видно, что расхождение между экспериментальными (табл. 2, 4 и 7) и расчётными данными не превышает 5 %.

Таблица 8

Расчётные значения /0 и I,, для образцов ПК, ПС и ПММА

Способ изготовления образцов Материал образцов Условия испытаний

ПК ПС ПММА

/о, мкм /о, мкм /о, мкм ь, мкм /о. мкм /о, мкм

Литьё под давлением 11,0 24,4 3,4 39,2 5,8 32,6 £/=15 кВ; г=3,5±0,2 мкм; <£=4,9+0,1 мм

Прямое прессование и КИТС 12,1 25,4 4,1 45,3 5,1 28,9 (/=15 кВ; г=3,5+0,2 мкм; с/=4,9±0,1 мм

Литьё под давлением: А Б В 30,0 119,5 и= 25 кВ; г=3,5±0,2 мкм; с/=9+0,3 мм

20,6 63,6 - - - -

16,5 48,3 - - - -

Анализ экспериментальных данных показал, что время формирования дендрита определяется начальными условиями и сильно зависит от времени зарождения первичного канала т0. Так как т0 зависит не только от величины максимальной напряженности поля на острие, но и от распределения ОМН вблизи острия, то время развития разрушения в механически напряжённой области должно зависеть от показателя преломления. Для всех исследованных материалов 1д с достаточной точностью можно оценить по

формуле:

где |ею| = л/2 • и2 = л/2 • еж - модуль комплексной диэлектрической проницаемости в диапазоне сверхвысоких (оптических) частот при условии равенства её действительной е'„ и мнимой е"» = составляющих. Это условие выполняется, когда = 1.

Поскольку процесс переноса и накопления объёмного заряда в интервале времени от момента появления первичного канала т0 до момента зарождения дендрита т„ приводит к перераспределению поля, а скорость развития разрушения этого процесса зависит от коэффициента температуропроводности материалов а, межэлектродного расстояния ^ и длины дендрита соответствующей моменту времени т = т,,, то

К, <1о

где ддл, и ()ои - максимальные значения зарядов, регистрируемые в моменты времени т() и т0, отношение которых характеризует коэффициент неравномерности поля КЕ', коэффициент К,, определяющий степень неравномерности распределения поля вблизи острия вследствие переноса заряда тепловым потоком; при /,,« с1, х » с//2 • , еф - интеграл ошибок.

Таблица 9

Расчётные параметры процесса разрушения образцов ПК, ПС и ПММА

Параметр Материал Примечание

ПК ПС ПММА

Кк = с/Л/о 2,21 11,6 5,62 Литьё под давлением: С = 15 кВ; г=3,5+0,2 мкм; с/=4,9±0,1 мм.

1 - erf л- 0,9696 0,9264 0,9567

Ха, С 80216 15682 47958

Тлр, С 171888 168520 257847

КЕ 2,101 11,2 5,628 Прямое прессование и КИТС: ¿/=15 кВ; г=3,5+0,2 мкм; ¿=4,9+0,1 мм.

1 — erfx 0,9725 0,9185 0,9500

Т, ь С 66924 13999 36009

Тир> с 137000 144013 192528

Вариант А Б В Литьё под давлением ПК: и=25 кВ; /=3,510,2 мкм;

КЕ 3,983 3,086 2,923

1 - erfx 0,7626 0,7893 0,8295

Trt, с 2764 3817 5001

turn С 8395 9273 12126 ¿=9+0,3 мм. |

Результаты расчёта Тд и т„р образцов, изготовленных способами литья под давлением, КИТС, прямого прессования и литья под давлением с различным направлением течения расплава приведены в табл. 9. Расчёт хпр показал, что расхождение между экспериментальными данными и результатами расчёта не превышает 10 %.

Предложенные выше формулы позволяют оценить линейные размеры области разрушения на начальной стадии, времена зарождения дендрита и пробоя каждого образца, и осуществлять индивидуальную диагностику состояния в зависимости от способов и технологических режимов их переработки с достаточной для практики точностью.

Для определения влияния направления течения расплава на физико-механические характеристики полимеров способом литья под давлением были изготовлены две партии образцов из ПК с продольным (партия I) и поперечным (партия II) направлением течения расплава.

Для определения влияния технологических параметров переработки КИТС на физико-механические свойства были изготовлены 4 партии образцов из ПК (III, IV, V и VI) из соответствующих заготовок. Температур-но-временные параметры управляемого процесса формования заготовок III - VI представлены на рис. 6.

V

I"'— 1! гр— (Ith К I

Рис. 6. Температурно-временные параметры Рис. 7. Кривые напряжение-деформация при изготовлении заготовок из ПК КИТС. испытаниях ПК на растяжение.

Результаты испытаний на растяжение представлены на рис. 7 в виде кривых деформации. Видно, что пределы текучести, прочности при растяжении и относительное удлинение при пределе текучести для образцов всех партий практически не зависят от технологических режимов изготовления заготовок. Наиболее чувствительным параметром, зависящим от технологических режимов изготовления заготовок, является относительное удлинение при разрыве. Можно отметить, что для образцов, изготовленных КИТС, наибольшее относительное удлинение при разрыве наблюдается для образцов партии V. Причём, это увеличение составляет 3,6, 2,2 и 4,4 раза по сравнению с образцами III, IVи VI партий.

Резкое снижение относительного удлинения при разрыве для образцов партии III, по-видимому, обусловлено длительным временем нахожде-

ния расплава ПК при высоких температурах, что может приводить к термоокислительной деструкции материала. Аналогичный эффект может наблюдаться и для образцов партии IV за счёт малой скорости охлаждения расплава материала. Для образцов партии VI уменьшение относительного удлинения при разрыве, может быть связано с образованием значительных ОМН за счёт большой скорости охлаждения расплава на стадии изготовления заготовок.

Для образцов, изготовленных методом литья под давлением, наибольший эффект влияния направления течения расплава наблюдается для относительного удлинения при разрыве. Так, для образцов партии I, это значение почти в пять раз выше, по сравнению с таковым для образцов партии II. Анизотропия механических свойств обусловлена тем, что при литье под давлением происходит ориентация и значительная вытяжка макромолекул полимера в направлении, совпадающем с направлением течения расплава.

Таким образом, относительное удлинение при разрыве может быть выбрано в качестве одного из основных параметров при оптимизации технологических режимов изготовления крупногабаритных изделий из ПК КИТС.

При испытании на сжатие хрупкого разрушения образцов из ПК при повышении нагрузки выше критической не наблюдалось, а происходила лишь их пластическая деформация с изменением формы образцов. Поэтому испытания проводились до определения предела текучести при сжатии. Предел текучести при сжатии для образцов всех исследованных партий изменяется незначительно, то есть данный параметр практически не зависит от способа изготовления образцов.

Результаты испытания образцов ПК на ударную вязкость представлены на рис. 8. Исследования показали, что образцы всех партий без надреза не разрушаются. Максимальные значения ударной вязкости для образцов с надрезом наблюдаются для образцов партии V.

/

X

Ъ-

Ш IV V VI

Номер ларшн

Рис. 8. Изменение ударной вязкости по Шарпи для ПК в зависимости от технологического режима переработки.

Сравнение результатов, приведённых на рис. 8, позволяет сделать вывод о том, что время выдержки в расплаве и скорость охлаждения заготовок оказывают определяющее влияние на значения ударной вязкости, а сама ударная вязкость, как и относительное удлинение при разрыве, может быть выбрана в качестве одного из критериев при определении параметров оптимального режима изготовления крупногабаритных изделий из ПК КИТС.

Образцы из ПК, изготовленные способом литья под давлением (варианты А, Б и В) и КИТС, исследовали методом дифференциальной сканирующей калориметрии и термогравиметрического анализа. На всех термограммах наблюдаются две области фазовых переходов, первая из которых в диапазоне температур 145-240°С связана с процессами стеклования и плавления, а вторая при 450-525°С - с процессом термического разложения полимерного материала.

Установлено, что способ переработки и изменения технологических режимов переработки практически не влияют на интервал температур стеклования-плавления, среднюю температуру плавления и температуру начала разложения.

ИК-спектры ПК в исходном состоянии (гранулы) и образцов, изготовленных по режимам III—VI КИТС, получены в диапазоне 400-4000 см"'. Во всем исследованном диапазоне максимальное пропускание наблюдается для исходного поликарбоната (исходные гранулы без термообработки), а минимальное - для образцов, изготовленных по режимам III и IV. Этот экспериментальный результат хорошо согласуется с результатами исследования изменений относительного удлинения при разрыве и ударной вязкости.

В четвертом разделе представлена автоматизированная система регулирования температурно-временными параметрами, на базе которой осуществлялась разработка и отработка технологии изготовления крупногабаритных изделий и заготовок из ПК КИТС.

По результатам проведённых исследований были определены и пред-ложенны технологические приёмы, разработан алгоритм экспресс-методики, позволяющий оптимизировать параметры технологического процесса изготовления крупногабаритных изделий и заготовок из ПК КИТС по анализу результатов измерения значений относительного удлинения при разрыве и ударной вязкости материала.

Разработана технологическая линия литья под низким давлением для производства опытных и мелких партий изделий из термопластичных материалов. Данная технологическая линия была использована для изготовления заготовок и готовых изделий из поликарбоната небольших габаритов весом не более 1000 г.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ

1. Сравнительные испытания ПК, ПС и ПММ А на дендритостойкость в резконеоднородном электрическом поле показали, что ПК имеет максимальные времена зарождения разрушения г„ и формирования дендрита гг>, и минимальную скорость разрушения на начальной стадии Ун. Это свидетельствует о возможности применения ПК для изготовления изоляции высоковольтных конструкций. В частности, на основании результатов исследования были изготовлены и успешно работают изоляторы из ПК в ИСЭ СО РАН (г. Томск), НИИ ЯФ СО РАН (г. Новосибирск), НИИ ЯФ ГОУ ВПО НИ ТПУ, ИФПМ СО РАН (г.Томск).

2. Установлено, что картина интерференционных полос (изохром), характеризующих распределение ОМН в объёме полимера, зависит от метода переработки термопластов и направления течения расплава. Экспериментально показано влияние ОМН на параметры дендритообразования в ПК, ПС. С увеличением числа полос Мы и уменьшением среднего значения ширины полосы Ь.\ср у острия, увеличивается время до зарождения разрушения и уменьшается скорость разрушения на начальной стадии формирования дендрита. Формирование смешанного направления течения расплава позволяет увеличить стойкость к электрическому старению в 1,3 раза.

3. Установлена корреляционная связь скорости разрушения на начальной стадии V,, и средней скорости непрерывного роста дендрита Ур с

физическими свойствами ПК, ПС и ПММА: V,, имеет обратную корреляционную связь (коэффициент корреляции г —» — 1) с пределом текучести при растяжении о„,; Ур имеет прямую корреляционную связь с коэффициентом температуропроводности а материалов, при этом коэффициент корреляции г -» +1. Минимальная скорость разрушения на завершающей стадии электрического старения наблюдается в материалах с возможно большей удельной теплоёмкостью и меньшей теплопроводностью.

4. Исследование процесса зарождения и развития разрушения полимеров поляризационно-оптическим методом и методом регистрации ЧР позволило установить, что в каждом исследуемом образце длина первичного канала 10 и длина дендрита в момент его зарождения /,, прямо пропорциональны величинам зарядов с/0 и с/а> регистрируемым в соответствующие моменты времени т0 и т,>. Такая пропорциональность сохраняется до тех пор, пока дендрит не начинает принимать разветвлённую форму.

5. Предложена модель прогнозирования дендритостойкости полимерных диэлектриков, позволяющая осуществлять индивидуальную оценку времени до зарождения дендритов и времени до пробоя с достаточной для практики точностью.

6. Разработана технология изготовления крупногабаритных изделий и заготовок из ПК КИТС. Для оптимизации технологических параметров предложена экспресс-методика контроля качества по значению относительного удлинения при разрыве и ударной вязкости.

7. Для производства опытных и мелких партий изделий из термопластичных материалов разработана и успешно используется технологическая линия литья под низким давлением. Мобильность и универсальность линии позволяет снизить затраты на этапе выпуска опытной партии и изучения спроса на новую продукцию.

ОСНОВНЫЕ ПУБЛИКАЦИИ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИОННОЙ РАБОТЫ

Публикации в журналах, рекомендованных ВАК:

1. Волохин В.А., Шмаков Б.В., Лебедев С.М., Черкашина Е.И. Технологическая линия литья изделий из термопластов под низким давлением// Пластические массы.-2004.-№ 12.-С. 55-56.

2. Гефле О.С., Волохин В.А., Лебедев С.М., Похолков Ю.П., Черкашина Е.И. Прогнозирование начальной стадии разрушения ПММА в рез-конеоднородном электрическом поле по тепловым эффектам // Изв. ТПУ, -2006.-Т. 309, №2 - С. 117-121.

3. Лебедев С.М., Волохин В.А., Шмаков Б.В., Матин П.А. Разработка технологии изготовления высоковольтной изоляции из поликарбонатных смол// Изв. ТПУ. - 2006.-Т. 309, №2 - С. 121-126.

4. Волохин В.А., Гефле О.С., Лебедев С.М. Влияние остаточных механических напряжений на процесс дендритообразования в полимерной изоляции// Пластические массы. — 2007. - № 7. - С. 19-22.

5. Волохин В.А., Гребнев А.Г., Лебедев С.М., Шмаков Б.В., Матин П.А. Полимерная смесь на основе ПЭВП для изготовления крупногабаритных изделий квазиизотермическим способом// Пластические массы. -2009.-№ 1.-С. 48-51.

6. Волохин. В.А., Гефле О. С., Лебедев С. М. Влияние направления течения расплава на процесс дендритообразования в полимерной изоляции// Прикладная механика и техническая физика. - 2009. - т. 50, № 1. - С. 85-94.

7. Volokhin V.A., Gefle O.S., Lebedev S.M. Effect of the melt flow direction on the treeing process in polymeric insulation// Journal of Applied Mechanics and Technical Physics. - 2009. - Vol. 50, No/ 1. - P. 72-79.

Публикации в сборниках научных трудов конференций:

1. Волохин В.А., Ткаченко С.Н., Черкашина Е.И. Переработка термопластов методом литья под низким давлением// Наука, технологии, инновации: Материалы всероссийской научной конф. молодых ученых, Новосибирск, 2-5 декабря 2004. - 2004. - Т.2. - С. 168-169.

2. Волохин В.А., Черкашина Е.И., Голованов. С.А. Влияние остаточных механических напряжений на процесс зарождения и роста дендритов в оптически прозрачных полимерных диэлектриках// Перспективы развития фундаментальных наук: Труды 2 Междунар. конф. студентов и молодых ученых, Томск, 16-20 мая 2005.-Томск, 2005.-С. 11-13.

3. Волохин В.А., Храмцов С.Е. Разработка технологии изготовления высоковольтной изоляции из поликарбонатных смол// Современные техника и технологии: Тр. XII Межд. научно-практ. конф. студ. и молод, ученых, Томск, 27-31 марта 2006. - Томск, 2006. - Т. 1. - 2006. - С. 62-63.

4. Gefle O.S., Lebedev S.M., Volokhin V.A., Pokholkov Y.P. Effect of the mechanical strain on the treeing phenomenon// Proc. ICSD'07, Winchester, July 8-13.-2007.-P. 142-145.

5. Gefle O.S., Lebedev S.M., Volokhin V.A., Tarasov P. V. Effect of a melt flow direction on the treeing process in polymeric dielectrics// Proc. 15th Intern. Symp. High Volt. Eng., Ljubljana, August 27-31. - 2007. - Paper No 476.

6. Тарасов П.В., Волохин В.А. Методика обработки картин интерференционных полос// Современные техника и технологии: Тр. XIII Межд. научно-практ. конф. студ. и молод, ученых, Томск, 26-30 марта 2007. -Томск, 2007.-Т. 1.-2007.-С. 119-121.

7. Волохин В.А. Методика диагностики полимерной изоляции// Современные техника и технологии: Тр. XIV Межд. научно-практ. конф. студ. и молод, ученых, Томск, 24-28 марта 2008. - Томск, 2008. - Т. 1. -2007.-С. 18-20.

8. Лебедев С.М., Волохин В.А., Шмаков Б.В. Технология изготовления высоковольтной изоляции из полиолефинов// Сб. тр. Межд. науч. конференции, Томск, 14-16 сентября 2009. - Томск, 2009. - Т. 2. - 2009. - С. 185-192.

9. Волохин В.А. Особенности электрического старения некоторых аморфных полимеров// Электрическая изоляция-2010: Сб. науч. тр. 5 Межд. научно-техн. конференции, С-Петербург, 1-4 нюня 2010. - С-Петербург, 2010. - С. 70-73.

Патенты РФ:

1. Патент № 2375718 РФ. Способ диагностики высоковольтной изоляции/ В.А. Волохин, О.С. Гефле, С.М. Лебедев. - Опубл. 10.12.09, Бгол. № 34.

2. Патент № 76280 РФ. Литьевая форма для термопластов/ В.А. Волохин. -Опубл. 20.09.08, Бюл. № 26.

Подписано к печати 18.02.2011. Тираж 80 экз. Кол-во стр. 21. Заказ. № 08-11 Бумага офсетная. Формат А-5. Печать RISO Отпечатано в типографии ООО «РауШмбх» Лицензия Серия ПД № 12-0092 от 03.05.2001г. 634034, г. Томск, ул. Усова 7, ком. 046 тел. (3822) 56-44-54

ВВЕДЕНИЕ

1. МЕХАНИЧЕСКИЕ НАПРЯЖЕНИЯ В ПОЛИМЕРНОЙ ИЗОЛЯЦИИ И ИХ ВЛИЯНИЕ НА ЭЛЕКТРИЧЕСКУЮ ПРОЧНОСТЬ И ДЕНДРИТОСТОЙКОСТЬ. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР

2. МЕТОДИКА ЭКСПЕРИМЕНТА

2.1. Исследуемые материалы и образцы 21 2.1.1. Образцы для определения параметров дендритостойкости 23 2.1.2 Образцы для определения физико-механических характеристик исследуемых материалов

2.2. Методы исследования

2.2.1. Поляризационно-оптический метод

2.2.2. Метод регистрации частичных разрядов

2.2.3. Определение характеристик дендритообразования в резконеоднородном электрическом поле

2.2.4. Определение физико-механических характеристик полимеров

2.2.5. Методики исследования молекулярной структуры, параметров фазовых переходов

3. ВЛИЯНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ФАКТОРОВ НА ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ, ФИЗИКО-МЕХАНИЧЕСКИЕ И ТЕПЛОФИЗИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ПОЛИМЕРНЫХ ДИЕЛЕКТРИКОВ

3.1. Электрическое старение образцов полимерных диэлектриков, изготовленных методом литья под давлением

3.2. Электрическое старение образцов полимерных диэлектриков, изготовленных квазиизотермическим способом и способом прямого прессования

3.3. Влияние направления течения расплава на процесс зарождения и развития разрушений в поликарбонате

3.4. Прогнозирование дендритостойкости полимерных диэлектриков

3.5. Влияние технологических параметров на физико-механические характеристики поликарбоната

3.6. Исследование теплофизических и молекулярных характеристик исследуемых материалов

3.6.1. ДСК-ТГА анализ

3.6.2. ИК-спектроскопия 86 4. РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИИ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ИЗОЛЯЦИОННЫХ ИЗДЕЛИЙ И ЗАГОТОВОК ИЗ ПОЛИКАРБОНАТА

4.1. Квазиизотермический способ свободного формования крупногабаритных изделий и заготовок из расплава

4.2. Разработка технологии изготовления изделий и заготовок из ПК способом литья под давлением 102 ЗАКЛЮЧЕНИЕ 108 СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 112 ПРИЛОЖЕНИЕ

Проблеме влияния- остаточных механических напряжений, формирующихся в объёме и на: поверхности изоляционных изделий на стадии изготовления за счёт технологической усадки.полимеров, различия коэффициентов линейного расширения полимеров и металлических узлов и деталей конструкций и наличия градиента температуры в объёме изделий, посвящено огромное количество монографий и статей [1-12]. Однако полной ясности в этом вопросе нет до сих пор. Существующие противоречивые данные о влиянии технологических остаточных механических напряжений на электрические и физико-механические характеристики диэлектриков не позволяют однозначно подходить к выбору оптимальных режимов изготовления полимерных изоляционных изделий и заготовок для высоковольтных конструкций. Ситуация осложняется ещё тем, что свойства одного и того же'диэлектрического материала могут существенно зависеть от способа и технологических режимов его переработки, поэтому достаточно часто они не соответствуют справочным данным. Это может приводить к существенным ошибкам расчёта уровня изоляции высоковольтных конструкций и снижению надёжности их работы в процессе эксплуатации^ либо к выбору больших коэффициентов запаса, что приводит к удорожанию конструкций и увеличению их габаритов. С точки зрения практического применения полимерных диэлектриков в качестве высоковольтной изоляции различных электрофизических устройств и аппаратов особый интерес представляет исследование влияния остаточных внутренних механических напряжений на характер зарождения и развития разрушений, образующихся в твердых полимерах в сильном электрическом поле.

В' этой связи исследование влияния остаточных внутренних механических напряжений, возникающих при различных способах и технологических режимах переработки термопластичных материалов, на характер зарождения и развития разрушений в полимерных диэлектриках в сильном электрическом поле является актуальной задачей не только с научной, но и практиче2 ской точек зрения. Такие исследования позволят получить новые знания о физических процессах, происходящих в механически напряжённых диэлектриках в сильном электрическом поле и оптимизировать технологические режимы изготовления высоковольтной изоляции на основе установленной взаимосвязи технология-свойства полимера.

Цель диссертационной работы и задачи исследования Целью данной работы являлось исследование закономерностей изменения параметров процесса дендритообразования от способа переработки полимеров, а также от направления течения расплава полимерных диэлектриков при литье под давлением и разработка основ технологии изготовления высоковольтной изоляции из поликарбонатных смол на основе обнаруженных закономерностей.

Для достижения поставленной в диссертационной работе цели были сформулированы и решены следующие задачи.

1. Исследованы параметры дендритообразования поликарбоната (ПК), полистирола (ПС) и полиметилметакрилата (ПММА) в резконеоднородном электрическом поле при различных способах их переработки.

2. Разработаны методики создания направленного течения расплава в образцах из поликарбоната с электродами остриё-плоскость.

3. Установлены основные закономерности влияния' направления течения* расплава на параметры дендритообразования и физико-механические характеристики ПК.

4. Разработаны практические рекомендации по регулированию параметров дендритообразования путём создания заданного распределения остаточных механических напряжений.

5. Разработаны основы технологии изготовления изоляционных изделий из поликарбоната.

Перечисленные выше задачи решались при выполнении хоздоговорных и госбюджетных исследований, проводившихся по плану научно-исследовательских работ Института физики высоких технологий ГОУ ВПО «Национального исследовательского Томского политехнического университета» (ИФВТ ГОУ ВПО НИ ТПУ, г. Томск), в рамках программы Минобразования РФ "Фундаментальные исследования высшей школы в области естественных и гуманитарных наук. Университеты России", аналитической ведомственной целевой программы Минобразования и науки.РФ "Развитие научного потенциала высшей школы (2006-2008 годы)", федеральной целевой программы "Научные и научно-педагогические кадры инновационной России на 2009-2013 гг." в рамках государственных контрактов № П407, П1913 и грантов молодых ученых ИФВТ ГОУ ВПО НИ ТПУ.

Методы исследования Для достижения поставленной цели и решения задач исследования в работе использованы следующие экспериментальные методы: оптической микроскопии, поляризационно-оптический метод, метод регистрации частичных разрядов, ИК-спектроскопии, дифференциальной сканирующей калориметрии- (ДСК), методы физико-механических и высоковольтных испытаний.

Достоверность полученных результатов Достоверность полученных результатов подтверждается применением стандартных и традиционно' применяемых современных методов исследования, оценкой доверительных вероятностей и погрешностей измерений с помощью методов математической статистики.

Научная новизна и основные положения, выносимые на защиту

1. Установлено, что характеристики дендритообразования полимерных диэлектриков, перерабатываемых методом литья под давлением, зависят от направления течения расплава.

2. Предложена эмпирическая модель для оценки линейных размеров области разрушения по параметрам частичных разрядов и известным значениям показателей преломления полимерных материалов.

3. Установлено, что при одинаковой максимальной напряжённости внешнего электрического поля скорость разрушения поликарбоната, полистирола и полиметилметакрилата на начальной стадии электрического старения имеет обратную корреляционную связь с пределом текучести при растяжении, а средняя скорость разрушения полимеров имеет прямую корреляционную связь с коэффициентом температуропроводности материалов.

4. Установлено, что время зарождения дендрита т^ зависит от начальных условий формирования первичного канала разрушения и имеет корреляционную связь с модулем комплексного показателя преломления материалов, что позволило предложить эмпирическую модель оценки хд по параметрам частичных разрядов.

5. Предложена эмпирическая модель прогнозирования времени до пробоя полимерных диэлектриков хпр по времени зарождения дендрита хд с учётом коэффициента неоднородности электрического поля.

Практическая значимость работы

1. На основании обнаруженных экспериментальных закономерностей сформулированы основы технологии изготовления высоковольтной изоляции из поликарбонатных смол.

2. Разработаны технологические принципы, позволившие организовать производство крупногабаритных изделий и заготовок из поликарбоната в лаборатории № 9 ИФВТ ГОУ ВПО НИ ТПУ.

3. Предложен экспресс-способ'определения качества крупногабаритных изделий и заготовок из поликарбоната по результатам оценки ударной вязкости и относительного удлинения при разрыве.

4. Показано, что времена до зарождения первичного канала разрушения, до зарождения дендрита и до пробоя полимерных диэлектриков, перерабатываемых способом литья под давлением, могут быть повышены на 23-80 % за счёт оптимизации параметров процесса литья.

Личный вклад автора Диссертационная работа выполнена в рамках исследований, проводимых в лаборатории № 9 ИФВТ ГОУ ВПО НИ ТПУ при непосредственном личном участии автора. Автор внёс определяющий вклад в выбор методов исследований, проведение основной части измерений, анализ и интерпретацию полученных данных.

Апробация работы Основные положения диссертационной работы докладывались и обсуждались на 5 Международных и 6 Всероссийских конференциях и симпозиумах.

Публикации Основные результаты диссертационной работы опубликованы в 18 печатных работах, в том числе в 7 статьях в журналах, рекомендованных ВАК, и 2 патентах РФ.

Структура и объём работы Диссертация состоит из введения, 4 глав, заключения, списка литературы, включающего 101 наименование, и приложения. Работа изложена на 128 страницах, включая 51 рисунок и 18 таблиц.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

1. Сравнительные испытания ПК, ПС и ПММА на дендритостойкость в резконеоднородном электрическом поле показали, что ПК имеет максимальные времена зарождения разрушения т0 и формирования дендрита тд, и минимальную скорость разрушения на начальной стадии Ун. Это свидетельствует о возможности применения ПК для изготовления изоляции высоковольтных конструкций.

2. Установлены корреляционная связь между скоростью разрушения на начальной стадии Ун и средней-скоростью непрерывного роста дендрита Ур с физическими свойствами ПК, ПС и ПММА: Ун имеет обратную« корреляционную связь (коэффициент корреляции г — 1) с пределом текучести при растяжении ат; Ур имеет прямую корреляционную связь с коэффициентом температуропроводности а материалов, при этом коэффициент корреляции г +1.

3. Установлено, что картина интерференционных полос (изохром), характеризующих распределение ОМН в объёме полимера, .зависит от метода переработки термопластов и направления течения расплава. С увеличением числа полос Ми и уменьшением среднего значения ширины полосы А\ср увеличивается время до зарождения разрушения и уменьшается скорость разрушения на начальной стадии формирования дендрита. Средняя длина первичного канала /0 коррелирует со средним значением ширины одной интерференционной полосы, т.е. чем меньше А\ср, тем меньше /0. Наличие вихревых течений на пути формирования главного канала пробоя приводит к отклонению его траектории от направления силовых линий электрического поля, искривлению каналов, что обуславливает увеличение времени развития разрушения и времени до пробоя тпр. При литьевом прессовании формирование смешанного течения (вариант В) в объёме образцов позволяет увеличить стойкость к электрическому старению в 1,3 раза.

4. Исследование процесса зарождения и развития разрушения полимеров поляризационно-оптическим методом и методом регистрации ЧР позволило установить, что в каждом исследуемом образце длина первичного канала /0 и длина дендрита в момент его зарождения 1д прямо пропорциональны, величинам зарядов до и дд, регистрируемым в соответствующие моменты времени т0 и тд. Длину первичного канала можно определить как:

0 » до/ 42 и-го-п2, а длину дендрита в момент его зарождения:

1д « ^¿/л/2 и-Во-п2, где 8о = 8,854-10 Ф/м - электрическая постоянная; е*, = п — относительная диэлектрическая проницаемость материала на сверхвысокой частоте (СВЧ); п — показатель преломления материала; V — приложенное напряжение.

Такая пропорциональность сохраняется до тех пор, пока дендрит не начинает принимать разветвлённую форму, что позволяет с достаточной точностью прогнозировать линейные размеры области разрушения на начальной стадии электрического старения.

5. Корреляционный анализ показал, что для всех исследованных материалов время зарождения дендрита хд с достаточной для практики точностью можно оценить по формуле:

1 * * тд -т0д/ Еоо ехр Боо где л/2 • п2 = л/2 • в«, - модуль комплексной диэлектрической проницаемости в диапазоне сверхвысоких (оптических) частот при условии равенства ее действительной £'«> и мнимой е"оо = е'«>^5 составляющих. Это условие выполняется, когда tg5 =1.

После зарождения дендрита начинается процесс разрушения, завершающийся формированием канала пробоя. Поскольку процесс переноса и накопления объёмного заряда в интервале времени от момента появления первичного канала т0 до момента зарождения дендрита тд приводит к перераспределению поля, а- скорость развития разрушения этого процесса зависит от коэффициента температуропроводности материалов а, межэлектродного расстояния с1 и. длины дендрита /¿>, соответствующей моменту времени т = хд, то. где цдм и до.« — максимальные значения зарядов, регистрируемые в моменты времени тд и т0, отношение которых характеризует коэффициент неравномерности поля Ке\ коэффициент Кь определяющий степень неравномерности распределения поля вблизи острия вследствие переноса заряда тепловым потоком; при 1д « с1 , х & ¿//2 • л]атд , ег/х - интеграл ошибок.

Предложенные- формулы позволяют осуществлять оценку тд и тпр индивидуально для каждого образца (или изделия) с ошибкой , не превышающей 10%-тов, что позволяет контролировать влияние технологических режимов и способов переработки полимеров на их дендритостойкость.

6. Стойкость к электрическому старению ПК при квазиизотермическом способе переработки на 15-18% ниже по сравнению с традиционными методами переработки термопластов. Это может быть связано с жёсткими технологическими условиями переработки КИТС. Результаты исследования ИК-спектров и физико-механических характеристик в зависимости от технологических параметров КИТС показали значительное влияние последних на свойства материала. Для оптимизации технологических параметров изготовления крупногабаритных изделий из ПК предложена экспресс-методика контроля качества по значению относительного удлинения при разрыве и ударной вязкости.

7. Для производства опытных и мелких' партий изделий из термопластичных материалов разработана и успешно используется технологическая линия- литья под низким давлением. Мобильность и универсальность линии позволяет снизить затраты на этапе выпуска опытной партии и изучения спроса на новую продукцию.

1. Воробьёв A.A., Завадовская Е.К. Электрическая прочность твёрдых диэлектриков. -М.: ГИТТЛ, 1956.-312 С.

2. Воробьёв A.A., Воробьёв Г.А. Электрический пробой и разрушение твёрдых диэлектриков. М.: Высшая школа, 1966. - 224 С.

3. Александров А.П., Журков С.Н. Явление хрупкого разрыва. М.: Гостех-издат, 1933.-120 С.

4. Регель В.Р., Слуцкер А.И., Томашевский Э.Е. Кинетическая природа прочности твёрдых тел. М.: Наука, 1974. - 560 С.

5. Сканави Г.И. Физика диэлектриков (область сильных полей). М.: Физ-матгиз, 1956.-908 С.

6. Ушаков В.Я. Изоляция установок высокого напряжения. М.: Энергоиз-дат, 1994.-496 С.

7. Дмитревский B.C. Термофлуктуационная теория разрушения диэлектриков. Томск: Изд-во ТПУ, 2008. - 170 С.

8. Багиров М.А., Малин В.П. Электрическое старение полимерных диэлектриков. Баку: Азерб. гос. Изд-во, 1987. - 208 С.

9. Основы кабельной техники/ Под общей редакцией В.А. Привезенцева. — М.: Энергия, 1975.-472 С.

10. Ю.Воробьёв A.A. Электрический пробой деформированных кристаллических диэлектриков// Тр. Сибирского физ.-техн. института. 1936. - Т. 4, вып.З. -С. 112-126.

11. Воробьёв A.A. Влияние механической нагрузки на пробивное напряжение твёрдых диэлектриков// Электричество. — 1940. — № 4. — С. 22-25.

12. Воробьёв A.A. Замечания о влиянии пластической деформации монокристаллов щелочно-галоидных солей на их электрическую прочность// Изв. Томского политехнического института. — 1956. — Т. 82. — С. 131-133.

13. Дмитревский B.C., Стрыжков В.А. Совместное воздействие электрического напряжения и статических деформаций на надёжность изоляции высоковольтного гибкого кабеля КТТТВГ7/ Труды Томского НИИ кабельной промышленности. 1969. - Вып. 1. - С. 192-199.

14. Арестова В.В., Сотников В.Г., Ушаков В.Я. Влияние механических напряжений на многоимпульсную прочность полиэтилена// Изв. ВУЗов, Энергетика. 1987. - № 8. - С. 32-37.

15. Арестова В.В. Механические напряжения в высоковольтной изоляции из крупноблочного полиэтилена и их влияние на многоимпульсную электрическую прочность// Дисс. канд. техн. наук. Томск, ТПИ. - 1986. - 177 С.

16. Notinger Р. Influenta solicitárilor mecanice asupra strápingerii dielectricilor termorigizi// Bul. Inst. Politechn. Bucuresti, Ser. Electrotehn. 1986. - Vol. 48. -P. 65-74.

17. Александрян K.B., Цатурян А.И., Торунян А.А. Влияние электрического поля на механические напряжения в твёрдом диэлектрике// Изв. АН АрмССР, Сер. техн. науки. 1986. - Т. 39, № 6. - С. 13-17.

18. Costa С.М., Sencadas V., Mano J. F., Lanceros-Méndez S. Effect of poling on the mechanical properties of P-poly(vinylidene fluoride)// Mater. Sci. Forum. — 2006. Vol. 514/516. - P. 951-955.

19. Sencadas V., Costa C.M., Moreira V., Monteiro J., Mendiratta S.K., Mano J.F., Lanceros-Méndez S. Poling of p-poly(vinylidene fluoride): dielectric and IR spectroscopy studies// E-Polymer. No 002. - 2005. - P. 1-12.

20. Багиров M.A., Абасов С.А., Гусейнов Т.И. Исследование изменения механической прочности полистирольной плёнки при электрическом старении// Докл. АН Азерб. ССР. 1966. - Т. 22, № 11. - С. 16-20.

21. Giam Н., Farkh М., Benlizidia F., Dalle В., Berdala J. Pressure effect on theaging of high density polyethylene// Proc. Conf. Rec. IEEE Int. Symp. Elec. Ins., Toronto, June 3-6. 1990. - P. 330-331.

22. Кан K.H., Николаевич А.Ф., Шанииков B.M. Механическая прочность эпоксидной изоляции. — Л.: Энергия, 1973. 152 С.

23. Кострицкий С.Н., Житомирский А.А., Исаева А.Г., Шикова Т.М. Регулирование остаточных напряжений при изготовлении стержней обмотки статора крупных электрических машин// Механика композиционных материалов. 1986. -№ 2. - С. 313-319.

24. Postawa P., Kwiatkowski D. Residual stress distribution in injection molded parts// J. Achiev. Mater. Manufact. Eng. 2006. - Vol. 18, No 1-2. - P. 171174.

25. Коротков B.H., Турусов P.A., Джавадян Э.А., Розенберг Б.А. Технологические напряжения при отверждении цилиндрических изделий из полимерных композиционных материалов// Механика композиционных материалов. 1986.-№ 1.-С. 118-123.

26. Tamus Z.A., Nemeth Е. Measurement of dielectric, mechanical and chemical -properties of the insulation .in cable diagnostics// Proc. 15th ISH, Ljubljana, August 27-31, 2007. Paper T8-739.

27. Shuvalov M., Obraztsov Y., Ovsienko V. et al. The study of on-line relaxation effect on internal mechanical stresses and dielectric strength of HV cable insulation//Proc. JICABLE'99, Versailles, June 20-24. 1999. - P. 798-804.

28. Auckland D.W., Kabir S.M.S., Varlow B.R. Tree propagation and the effect of barriers// Proc. 3rd Int. Conf. Conduct, and Break. Solid Diel., N.Y., 1989. -PP.533-537.

29. Сёмкин Б.В., Королёв B.C. О механических аспектах электрического пробоя твёрдых диэлектриков// Изв. ВУЗов, Физика. 1972. - № 9. - С. 127130.

30. Auckland D.W., McNicol A.A., Varlow B.R. Development of strain in solid dielectric due to vibrational electrostatic forces// J. Phys. D: Appl. Phys.1990, Vol. 23, № 12. P. 1608-1613.

31. Varlow B.R., Auckland D.W. The influence of mechanical factors on electrical treeing// IEEE Trans. Diel. Elect. Insul. 1998. - Vol. 5. - P. 761-766.

32. Zoledziowski S., Sakata S., Shibuya N., Calderwood J. Study of electrical treeing in epoxy resin using electro-optical methods// Proc. 3rd Int. Symp. High. Volt. Eng., Milan, March 23-31. 1979. - Vol. 1. - P. 1-4.

33. Notinger P. On the breakdown mechanism of inhomogeneous solid dielectrics// Rev. Roum. Sci. Techn. Ser. Electrotehn. et Energ. 1979. - Vol. 24, No 4. -P. 651-663.

34. David E., Parpal J.-L., Crine J.-P. Influence of internal mechanical stress and strain on electrical performance of polyethylene: Electrical treeing resistance// IEEE Trans. Diel. Elect. Insul. 1996. - Vol. 3, No. 2. - P. 248-257.

35. Шахбазян JI.С. Влияние сильных электрических полей на свойства эластичного компаунда// Труды ЛПИ. 1989. - № 431. - С. 44-47.

36. Абрамов А.А., Кучинский F.C., Шахбазян Л.С., Ярмаркин М.К. Расчёт механических напряжений в эластичном компаунде, возникающих в сильных электрических полях// Труды ЛПИ. 1989. - № 431. - С. 47-51.

37. Hosier I. L. Morphology and Electrical Properties of Polyethylene Blends, PhD thesis, University of Reading, 1996.

38. Martin C.P., Vaughan A.S. and Sutton S.J. The thermomechanical behaviour of crosslinked polyethylene cable insulation material// Ann. Rep. CEIDP. 2003. -P. 88-91.

39. Ikeda M., Tanaka Y., Matsuo K. et al. Influence of morphology on electrical breakdown characteristics of ethylene-styrene copolymers// Ann. Rep CEIDP, Ottawa, October 16-20, 1988. P. 305-311.

40. Hosier I. L. Morphology and Electrical Properties of Polyethylene Blends// PhD thesis. University of Reading. — 1996.

41. Электрические свойства полимеров/ под ред. Б.И. Сажина. Л.: Химия, 1977.- 192 С.

42. Ding H.-Z., Varlow B.R. Mechanically prestressed composite dielectrics and improvement of electrical tree growth resistance// Proc. Int. Conf. Solid Diel., Toulouse, July 5-9. 2004. - Vol. 2. - P. 775-779.

43. Kubota Т., Yoshifuji N., Yatsuka K. et al. Electrical breakdown strength of polyolefin with controlled spherulites// Proc. 3rd Int. Conf. Proper. App. Diel. Mater., Tokyo, July 8-12. 1991. - Vol. 2. - P. 1173-1176.

44. Соломко В.П. Наполненные кристаллизующиеся полимеры. Киев: Нау-кова думка, 1980. - 264 С.

45. Lebedev S.M., Gefle O.S., Tkachenko S.N. Metal-polymer PVDF/nickel composites and evaluation of their dielectric and thermal properties// J. Electrostatics. 2010. - Vol. 68, No. 2. - P. 122-127.

46. Di Landro L., Pegoraro M. Evaluation of residual stresses and adhesion in polymer composites, Composites Part A: Appl. Sci. Manufact. 1996. - Vol. 27, No. 9.-P. 847-853.

47. Ding H.-Z., Varlow B.R. Filler volume fraction effects of the breakdown resistance of an epoxy microcomposite dielectric// Proc. Int. Conf. Solid Diel., Toulouse, July 5-9. 2004. - Vol. 2.-P. 816-820.

48. Kurnianto R., Murakami Y., Hozumi N. and Nagao M. Characterization of tree growth in filled epoxy resin: The effect of filler and moisture content// IEEE Trans. Diel. Elec. Ins. 2007. - Vol. 14, No. 2. - P. 427-434.

49. Danikas M.G., Tanaka T. Nanocomposites a review of electrical treeing and breakdown// IEEE Elec. Insul. Mag. - 2009. - Vol. 25, No. 4. - P. 19-25.

50. Гефле O.C., Лебедев C.M., Похолков Ю.П. Барьерный эффект в диэлектриках. Томск: ТМЛ-пресс, 2007. - 172 С.

51. Lebedev S.M., Gefle O.S.-, Pokholkov Y.P. The barrier effect in dielectrics. The role of interfaces in the breakdown of inhomogeneous dielectrics// IEEE Trans. Diel. Elec. Insul.-2005. Vol. 12, No. 3. - P. 537-555

52. Raetzke S., Okhi Y., Imai T. et al. Tree initiation characteristics of epoxy resin and epoxy/clay nanocomposite// IEEE Trans. Diel. Elec. Insul. 2009. - Vol.16, No. 5.-P. 1473-1480.

53. Maity P., Poovamma P.K.,"Basu S. et al. Dielectric spectroscopy of epoxy resin with and without nanometric alumina fillers// IEEE Trans. Diel. Elec. Insul*. — 2009.-Vol. 16, No. 5.-P. 1481-1488.

54. Kim J.-W., Cho W.-J., Ha C.-S. Morphology, crystalline structure and properties of poly(vinylidene fluoride)/silica hybrid composites// J. Polym., Sci. B: Polym. Phys. 2002. - Vol. 40. - P. 19-30.

55. Bouchet J., Carrot C., Guillet J. Conductive composites of UHMWPE and ceramics based on the segregated network concept// Polym. Eng. Sci. 2000. -Vol. 40, No. l.-P. 36-45.

56. Eleshmawi I.S. Effect of LiCl filler on'the structure and morphology of PVDF films// J. Elast. Plast. 2008. - Vol. 40, No. 3. - P. 211-221.

57. Александров А.Я., Ахметзянов M.X. Поляризационно-оптические методы механики деформируемого тела. -М.: Наука, 1973. 576 С.

58. Ландсберг Г.С. Оптика. М.: Наука, 1976. - 928 С.

59. Mason J.H. Breakdown of solid dielectrics in divergent fields// Proc. IEE. -1955.-Vol. 102C.-P. 254-263.

60. Кучинский Г.С. Частичные разряды в высоковольтных конструкциях. -Л.: Энергия, 1979.-224 С.

61. Вдовико В.П. Частичные разряды в диагностировании высоковольтного оборудования. Новосибирск: Наука, 2007. - 155 С.

62. Голенко О.В., Живодерников С.В., Овсянников А.Г. Перевёрнутая схема градуировки при регистрации частичных разрядов// ОСС ДЭУ, 2008. -http://www.sibdiag.ru.

63. Гефле О.С. Разработка метода диагностики зарождения и развития разрушений в электрической изоляции по тепловым эффектам. Дисс. . канд. техн. наук, Томск. - 1984.

64. Бронштейн И.Н., Семендяев К.А. Справочник по математике для инженеров и учащихся втузов. 13-е изд., испр. - М.: Наука. - 1986. - 544С.

65. Справочник по электротехническим материалам: В 3 т., Т.1 / Под ред. Ю.В. Корицкого и др. М: Энергоатомиздат, 1986. - 368С.

66. Справочник по электротехническим материалам: В 3 т., Т.2 / Под ред. Ю.В. Корицкого и др. М: Энергоатомиздат, 1987. - 464С.

67. Уайтхед С. Пробой твёрдых диэлектриков. M.-JI.: Госэнергоиздат, 1957. -270 С.

68. Гефле О.С., Волохин В.А., Лебедев С.М., Похолков Ю.П., Черкашина Е.И. Прогнозирование начальной стадии разрушения ПММА в резконеод-нородном электрическом поле по тепловым эффектам// Изв. ТПУ — 2006. — Т. 309, №2.-С. 117-121,

69. Tanaka Т., Greenwood, A. Effect of charge injection and extraction on tree initiation in polyethylene// IEEE Trans. Power Appar. and Syst: 1978. - V. 97, №5.-P. 1749-1757.

70. Tanaka-T. Space charge injected interfaces and, tree initiation in polymers// IEEE Trans Dielect. Elect. Ins. 2001. - V. 8, No 5. - P. 713-743'. .

71. Шнелл Г. Химия и физика поликарбонатов. — М.: Химия, 1967. 232 С.

72. Fleck N.A., Stronge W.J. and Liu J.H. High strain-rate shear response of polycarbonate and polymethyl methacrylate// Proc. Royal Soc. Lond, A. -1990.-V. 429,No. 1877.-P. 459-479.

73. Thurau C.T. and Ediger M.D. Change in the temperature dependence of segmental dynamics in deeply supercooled polycarbonate// J. Chem. Phys. 2003. -V. 118.-P. 1996-2004.

74. Литьё пластмасс под давлением/ Под ред. Т. Освальда, Л.-Ш. Тунга и П.Дж. Грэмана. С-Петербург: Профессия, 2006. - 712 С.

75. Волохин В.А., Гефле О.С., Лебедев С.М. Влияние остаточных механических напряжений на процесс дендритообразования в полимерной изоляции// Пластические массы. 2007. - № 7. - С. 19-22.

76. Gefle O.S., Lebedev S.M., Volokhin V.A., Pokholkov Y.P. Effect of the mechanical strain on the treeing phenomenon// Proc. ICSD'07, Winchester, July 8-13.-2007.-P. 142-145.

77. Gefle O.S., Lebedev S.M., Volokhin V.A., Tarasov P.V. Effect of a melt flow direction on the treeing process in polymeric dielectrics// Proc. 15th Intern. Symp. High Volt. Eng., Ljubljana, August 27-31. 2007. - Paper No 476.

78. Shimizu N., Laurent C. Electrical tree initiation// IEEE Trans. Dielect. Elect. Ins. 1988. - V. 5. - P. 651-659.

79. Волохин B.A., Гефле О.С., Лебедев С.М. Влияние направления течения расплава на процесс дендритообразования в полимерной изоляции// Журнал ПМТФ. 2009. - Т. 50, № 1. - С. 85-94.82. www.texloc.com/index.html.

80. Вершинин Ю.Н. Электрический пробой твёрдых диэлектриков. Новосибирск: Наука, 1968. - 210 С.

81. Тихонов А.Н., Самарский А.А. Уравнения математической физики// Изд. 3-е, исправл. и дополн. — М.: Наука, Гл. ред. физ.-мат. лит-ры, 1966. — 724 С.

82. Касаткин Б.С., Кудрин А.Б., Лобанов Л.М. и др. Экспериментальные методы исследования деформаций и напряжений. Киев: Наук.думка, 1981. 584 С.

83. Boggs S.A. Theory of a defect-tolerant dielectric system// IEEE Trans. Elect. Ins. 1993. - V. 28. - P. 365-370.

84. Gefle O.S. Critical parameters of imperfect dielectrics in strong electric field// 9th ISH, Graz, Aug. 27-Sept. 1. 1995. -Paper 1069.

85. Gefle O.S., Lebedev S.M., Volokhin V.A., Tkachenko S.N. and Cherkashina E.I. Estimation of critical parameters of PET film insulation// Proc. 9th KORUS, Novosibirsk, June-July. 2005. - P. 143-146.

86. Патент № 2375718 РФ, Способ диагностики высоковольтной изоляции/ В.А. Волохин, О.С. Гефле, С.М. Лебедев; Опубл. 10.12.09, Бюл. № 34.

87. Смит А. Прикладная ИК-спектроскопия. М.: Мир. - 1982. - 328 С.

88. Инфракрасная спектроскопия полимеров/ Под ред. И. Деханта. М.: Химия. - 1976.-472 С.

89. Инфракрасные спектры поглощения полимеров и вспомогательных веществ / Под ред. В.М. Чулановского. JL: Химия. - 1969. - 356 С.

90. А.С. № 509895 СССР, Н01В 19/00. Способ изготовления толстостенных изделий/ B.C. Дмитревский, В.Г. Сотников, И.И. Сквирская. 1976. -Опубл. 05.04.76. Бюл. № 13.

91. Лебедев С.М., Волохин В.А., Шмаков Б.В., Матин П.А. Разработка технологии изготовления высоковольтной изоляции из поликарбонатных смол// Изв. Томского политехнического университета. — 2006. — Т. 309, № 2.-С. 121-125.

92. Справочник по проектированию оснастки для переработки пластмасс/ А.П. Пантелеев, Ю.М. Шевцов, И. А. Горячев. М.: Машиностроение. -1986.-400 С.

93. Холмс-Уолкер В.А. Переработка полимерных материалов/ Перевод с англ. М.: Химия. - 1979. - 347С.

94. Волохин В.А., Шмаков Б.В., Лебедев С.М., Черкашина Е.И. Технологическая линия литья изделий из термопластов под низким давлением// Пластические массы. 2004. - № 12. - С. 55-56.

95. Волохин В.А., Храмцов С.Е. Разработка технологии изготовления высоковольтной изоляции из поликарбонатных смол// Труды 12 Межд. научно-практ. конф. студ. и молод, учен. "Современные техника и технологии", 27-31 марта 2006, Томск, т. 1. 2006. - С. 62-63.

96. Калинчев Э.Л., Саковцева М.Б. Выбор пластмасс для изготовления и эксплуатации изделий. — Л.: Химия, 1987. — 416 С.

97. Литьё под давлением / Под ред. В.А. Брагинского. — Л.: Химия. 1973.-80 С.

98. Филатов В.И. Технологическая подготовка производства пластмассовых деталей. Л.: Машиностроение, 1976. - 272 С.