Polydimethylsiloxan (PDMS)-basierte Materialien finden Verwendung als Schirmmaterial für Verbundisolatoren in der Hochspannungstechnik. Diese Schirmmaterialen benötigen im Außeneinsatz eine herausragende Hydrophobie, um Spannungsüberschläge durch leitfähige Elektrolytfilme zu vermeiden. Im Außeneinsatz widerfährt ein Schirmmaterial unterschiedliche Witterungsbedingungen wie z.B.: Regen oder Betauungsvorgänge. Unter Wirkung hoher elektrischer Felder können dann auf der Oberfläche Tropfenteilentladungen auftreten, die zu einer Hydrophilisierung der Oberfläche führen.
Ziel der Arbeit ist es die Materialparameter zu beleuchten, die einen Einfluss auf die Hydrophobiebeständigkeit von Schirmmaterialien besitzen. Kommerziell erhältliche Silikon-Komposite besitzen neben dem eigentlichen Silikonnetzwerk auch Füllstoffe in unbekannter Art und Konzentration, wodurch eine Ursachenfindung für den Hydrophobieverlust erschwert ist. Aus diesem Grund wurde auf eigens synthetisierte Silikonelastomere zurückgegriffen. Diese wurden durch platinkatalysierte Hydrosilylierungsreaktion aus vinylterminierten PDMS (vPDMS) und dem tetrafunktionalem Vernetzer Tetrakis(dimethylsiloxysilan) (TDSS) hergestellt. Durch Variation der Kettenlängen des vPDMS und durch Variation des stöchiometrischen Verhältnisses konnte ein vPDMS-TDSS-Modell-Silikonsystem entwickelt werden, worin Netzwerkparameter (Netzwerkdichte und Sol-Anteil) gezielt justiert werden konnten.
Die hergestellten Silikonelastomere wurden anschließend hinsichtlich ihrer Hydrophobie untersucht und im Anschluss gegenüber ihrer Beständigkeit gegenüber Tropfenteilentladungen getestet. Zur Simulation der kombinierten elektrischen und elektrolytischen Beanspruchung wurden dynamische Tropfentests durchgeführt, um die Hydrophobiebeständigkeit zu untersuchen.
Im Rahmen der Arbeit wurde festgestellt, dass insbesondere die Steifigkeit der Materialien einen wesentlichen Einfluss auf die Hydrophobiebeständigkeit von Silikonen hat. Zusätzlich beeinflusst die Rauheit eines Materials die Ausfallzeiten im dynamischen Tropfentest maßgeblich. Darüber hinaus führt ein überlagerter Ölfilm auf der strukturierten Oberfläche dazu, dass sich das Abgleitverhalten von Wassertropfen im Laufe der Zeit verändert.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:DRESDEN/oai:qucosa:de:qucosa:85773 |
| Date | 05 June 2023 |
| Creators | Praße, Florian |
| Contributors | Voit, Brigitte, Weber, Jens, Fery, Andreas, Technische Universität Dresden, Hochschule Zittau/Görlitz |
| Source Sets | Hochschulschriftenserver (HSSS) der SLUB Dresden |
| Language | German |
| Detected Language | German |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, doc-type:doctoralThesis, info:eu-repo/semantics/doctoralThesis, doc-type:Text |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
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