Termické analýzy síťovaného polyetylenu

Termické analýzy síovaného polyethylenu 121 TERMICKÉ ANALÝZY SÍOVANÉHO POLYETHYLENU THERMAL ANALYSES OF CROSS-LINKED POLYETHYLENE R. Polanský Katedra technologií a mení, Fakulta elektrotechnická, ZU v Plzni Univerzitní 26, 306 14 Plze, tel.: +420 377 634 517, mail: [email protected].cz Abstrakt lánek shrnuje výsledky, které byly získány pi provádní strukturálních analýz (diferenní skenovací kalorimetrie, termogravimetrie, termomechanické analýzy a infraervené spektroskopie s Fourierovou transformací). Tmito analýzami byly testovány vzorky kabelové izolace ze síovaného polyethylenu. Zkoušky byly provedeny na simultánním termickém analyzátoru TA Instruments SDT Q600 ve spojení s infraerveným spektrometrem s Fourierovou transformací (FT-IR) Nicolet 380, termomechanická analýza pak na aparatue TMA Q400EM TA Instruments. Summary The paper summarizes results obtained during the structural analyses measurements (Differential Scanning Calorimetry DSC, Thermogravimetry TG, Thermomechanical analysis TMA and Fourier transform infrared spectroscopy FT-IR). The samples of cross-linked polyethylene cable insulation were tested via these analyses. The DSC and TG were carried out using simultaneous thermal analyzer TA Instruments SDT Q600 with connection of Fourier transform infrared spectrometer Nicolet 380. Thermomechanical analysis was carried out by TMA Q400EM TA Instruments apparatus. 1. ÚVOD Kabelová izolaní technika je jednou z oblastí, v níž hrají elektroizolaní materiály velmi dležitou roli. Pi jejich diagnostice je z hlediska bezpenosti lidí i materiálního vybavení budov nezbytné zamit pozornost nejen na chování tchto materiál pi bžných provozních teplotách kabelových rozvod, ale také na jejich chování pi dosažení kritických nadprovozních teplot (nap. v pípad požáru budovy). V tomto a podobných pípadech jsou nezastupitelným pomocníkem strukturální analýzy. Vydatnost získaných informací výrazn roste, použijeme-li navíc tyto analýzy ve vhodné kombinaci. Cílem lánku je analýza chování síovaného polyethylenu (XLPE) pi jeho tepelném rozkladu. Pro analýzu byla použita tzv. simultánní termická analýza (STA) ve spojení s infraervenou spektrometrií s Fourierovou transformací (FT-IR), pro analýzu zmny mechanických vlastností také termomechanická analýza (TMA). 2. SPECIFIKACE MATERIÁLU, MICÍCH APARATUR A PODMÍNEK MENÍ 2.1 Materiál Testovaným materiálem byla kabelová izolace ze síovaného polyethylenu. Polyethylen jako takový je termoplast vznikající polymerací ethylenu a na trhu se vyskytuje v mnoha modifikacích. Jeho vlastnosti jsou mimoádn citlivé na jeho strukturu. Krom síované verze (XLPE) patí mezi jeho velmi známé modifikace také nízkohustotní (LDPE) a vysokohustotní (HDPE) polyethyleny. Pro popisovaný experiment byly použity dva vzorky kabelové izolace. Pro výrobu prvního z nich bylo použito 5 % katalyzátoru neznámého složení (materiál nadále oznaen jako vzorek . 1). Samotné síování probíhalo 8 hodin pi 90 °C. Tento vzorek byl dále srovnáván také s nezpracovaným materiálem stejného složení, ale bez katalyzátoru, dodaným ve form granulí (nadále oznaen jako vzorek . 2). 2.2 Simultánní termická analýza Simultánní termická analýza umožuje souasné provádní diferenní termické analýzy (DTA), diferenní skenovací kalorimetrie (DSC) a termogravimetrie (TG) v prbhu jednoho ohevu vzorku. Pro úely této studie byla použita aparatura TA Instruments SDT Q600. Z dvodu rychlého pestupu tepla byly analyzovány velmi malé vzorky (cca 12,5 mg), které byly pipraveny odíznutím z dodaných materiál. Vzorky byly ohívány v keramických kelímcích rychlostí 10 °C/min od teploty okolí až do teploty 800 °C. Takto zvolený teplotní režim zaruil úplný rozklad organických ástí testovaných materiál. Analýzy byly provedeny v aktivní atmosfée proudícího vzduchu (100 ml/min) a pro teplotní kalibraci a kalibraci tepelného toku byly použity safír a zinek. 2.3 Infraervená spektrometrie s Fourierovou transformací Za úelem získání kvalitativní analýzy plyn uvolnných v prbhu ohevu vzorku byl také k aparatue SDT Q600 pipojen FT-IR spektrometr Nicolet 380. Na propojení bylo použito vyhívané kyvety. Spektrometr byl ped mením zkalibrován dle normy ASTM E 1421-99. Pro FT-IR analýzu byla mení provádna rychlostí teplotního nárstu 5 °C/min s navážkou vzork cca 20 mg. Z dvodu simulace reálných podmínek hoení byla mení opt provedena v proudící vzduchové atmosfée s prtokem 100 ml/min. 122 Advances in Electrical and Electronic Engineering 2.3 Termomechanická analýza TMA je analýza, která zkoumá chování materiálu vystavovaného souasnému psobení ízeného teplotního ohevu a mechanického namáhání. Mení byla provedena na aparatue TA Instruments TMA Q400EM v kombinaci s expanzní sondou (pítlaná síla sondy byla 0,01 N). Vzorky odíznuté z kabelové izolace byly ohívány rychlostí 5 °C/min od teploty okolí do 105 °C v aktivní vzduchové atmosfée s prtokem 100 ml/min. 3. VÝSLEDKY MENÍ 3.1 Výsledky STA Na obr. 1 vidíme prbh DSC kivky (závislost tepelného toku na teplot) pro vzorek . 1 spolu s jejím podrobným vyhodnocením. Pro vzájemné porovnání je graf také doplnn TG kivkou (vývoj hmotnosti vzorku na teplot). Na první pohled je zejmé, že výsledky obou analýz mají mnoho spoleného a vzájemn se dobe doplují. 115.42°C 100.23°C 94.90J/g 441.22°C 4611(5975)J/g 258.91°C 246.31°C 492.3J/g 347.55°C 872.1J/g 0 20 40 60 80 100 120 [ ] Weight (%) –– –– – -5 0 5 10 15 20 25 Heat Flow (W/g) 0 100 200 300 400 500 600 700 800 Temperature (°C) Exo Up Obr. 1. Vyhodnocení DSC kivky vzorku . 1 Fig. 1. DSC curve evaluation – sample no. 1 Každý efekt na kivce DSC (krom prvního endotermického píku – 115,42 °C) je zárove doprovázen zmnou hmotnosti vzorku, která je viditelná na kivce TG. První zajímavý efekt na kivce DSC je již zmínná endotermní reakce s teplotou nástupu cca 100 °C a teplotou maxima reakce 115 °C. Jedná se o teplotu tavení T m a z její hodnoty lze usuzovat, že vzorek . 1 vznikl s nejvtší pravdpodobností síováním nízkomolekulárního polyethylenu (LDPE). Tyto materiály mají teplotu tavení (její maximum) nejastji v rozmezí 105 - 115 °C na rozdíl od stedn a vysokomolekulárních polyethylen, v jejichž pípad je tato teplota mezi 120 – 130 °C. Vzhledem k tomu, že se jedná pouze o tavení, není samozejm tento jev doprovázen zmnou hmotnosti. První výrazný zlom na TG kivce nastává pi teplot 250 °C (podrobnji viz obr. 2). Mžeme tedy íci, že z hlediska odchodu produkt tepelného rozkladu je vzorek . 1 stabilní až do této teploty. Po jejím pekroení dochází k pozvolnému poklesu hmotnosti o 16,5 % (v intervalu od 250 do 400 °C). Tento první pokles hmotnosti je v rozporu s odbornou literaturou, nap. [1], která charakterizuje tepelný rozklad istého polyethylenu jako jednokrokový (viz prbh na obr. 3). Popisovaný pokles hmotnosti je rovnž doprovázen pozvolnou exotermní reakcí na kivce DSC (s maximy v bodech 259 a 348 °C) a je tém jisté, že tyto efekty poukazují na další píms ve vzorku. 16.50% (2.100mg) 73.06% (9.300mg) 7.952% (1.012mg) Residue: 2.491% (0.3171mg) 250.03°C 411.55°C 444.34°C -5 0 5 10 15 20 25 [ ] Heat Flow (W/g) –– –– – 0 20 40 60 80 100 120 Weight (%) 0 100 200 300 400 500 600 700 800 Temperature (°C) Exo Up Obr. 2. Vyhodnocení TG kivky vzorku . 1 Fig. 2. TG curve evaluation – sample no. 1 Obr. 3. TG kivka tepelného rozkladu istého polyethylenu (pevzato z [1]) Fig. 3. TG curve of thermal decomposition of pure polyethylene (source [1]) Katalyzátor obsažený v analyzovaném vzorku by neml být píinou tohoto jevu, jelikož byl v menší míe zaznamenán také v pípad vzorku . 2 (obr. 4), který je na základ dostupných informací istým PE. S ohledem na charakter plyn, které ze vzorku v této teplotní oblasti odcházejí (podrobnji viz výsledky FT-IR), lze usuzovat, že jednou z možností mže být pítomnost formaldehydu (CH 2 O) stabilizovaného methanolem, který se používá pi výrob plast a je klasifikován jako toxický pi vdechování, styku s kží i pi požití. Na výše popisovaný zlom TG kivky navazuje v pomrn úzkém teplotním rozmezí (411 – 444 °C) masivní úbytek hmotnosti o 73 %, který je již zapíinn intenzivním tepelným rozkladem samotného polyethylenu a je pln v souladu s Termické analýzy síovaného polyethylenu 123 odbornou literaturou [1]. Rozklad je doprovázen rozsáhlou exotermní reakcí na DSC kivce, která dosahuje maxima pi teplot 441 °C. Reakce je zakonena pozvolnjším poklesem TGA kivky o dalších cca 8 %, který pravdpodobn odpovídá tepelnému rozkladu sazí vzniklých pi rychlém hoení polyethylenu. Konená hmotnost vzorku se následn ustálí na již nemnné hodnot 2,5 % pvodní váhy, toto reziduum (s ohledem na fakt, že u istého PE, tj. u vzorku . 2 bylo nulové – viz obr. 4) odpovídá inertním plnivm blíže nespecifikovaného složení. Vnujme se nyní obrázku . 4. Ten zobrazuje vyhodnocení DSC kivky namené u vzorku . 2. 117.34°C 105.45°C 81.58J/g 454.41°C 3771(4267)J/g 244.26°C 226.05°C 296.6J/g 332.09°C 199.1J/g -20 0 20 40 60 80 100 120 [ ] Weight (%) –– –– – -5 0 5 10 15 20 25 Heat Flow (W/g) 0 100 200 300 400 500 600 700 800 Temperature (°C) Exo Up Obr. 4: Vyhodnocení DSC kivky vzorku . 2 Fig. 4: DSC curve evaluation – sample no. 2 Na první pohled je patrné, že charakter reakcí vznikajících v prbhu tepelné dekompozice je identický. Tuto domnnku potvrzuje také kivka TG ve stejném grafu. Velmi zajímavé je porovnání obou testovaných vzork (obr. 5 a 6), které pomáhá objasnit vliv pidaného katalyzátoru na chování vzorku . 1 v prbhu teplotního ohevu. 258.25°C 347.71°C 441.22°C 243.34°C 336.98°C 454.41°C -20 0 20 40 60 80 100 120 Weight (%) -5 0 5 10 15 20 25 Heat Flow (W/g) 0 100 200 300 400 500 600 700 800 Temperature (°C) PE+katalyzátor––––––– istý PE– – – – Exo Up 100 120 140 160 117.34°C 100 120 140 160 115.42°C Obr. 5. Porovnání DSC kivek pro vzorek . 1 a 2 Fig. 5. DSC curves comparison of sample no. 1 and 2 16.36% (2.082mg) 73.64% (9.373mg) 7.519% (0.9570mg) Residue: 2.491% (0.3171mg) 6.226% (0.7829mg) 90.30% (11.35mg) 3.494% (0.4393mg) Residue: -0.01387% (-0.001744mg) Srovnání úbytk v jednotlivých fázích PE + katalyzátor / istý PE -20 0 20 40 60 80 100 120 Weight (%) 0 100 200 300 400 500 600 700 800 Temperature (°C) PE + katalyzátor––––––– istý PE– – – – Obr. 6. Porovnání TG kivek pro vzorek . 1 a 2 Fig. 6. TG curves comparison of sample no. 1 and 2 Obecn lze íci, že použitý katalyzátor posouvá nástupy všech reakcí smrem k nižším teplotám, navíc jsou tyto reakce znateln mohutnjší. Tento fakt platí jak pro kivky DSC (obr. 5), tak pro kivky TG (obr. 6). Kivka TG pro istý PE také ukázala, že po jeho tepelné dekompozici nezstává žádné reziduum. Z toho vyplývá, že cca 2,5 % zbytku v pípad vzorku . 1 má pravdpodobný pvod v katalyzátoru. 3.2 Výsledky FT-IR Infraervená spektrometrie s Fourierovou transformací je metoda založená na absorpci infraerveného záení pi prchodu vzorkem, pi nmž probhnou zmny rotan vibraních energetických stav molekuly v závislosti na zmnách dipólového momentu molekuly. Infraervené spektrum látky je pak graf závislosti intenzity I svtla propuštného nebo absorbovaného látkou na energii I svtla vyjádené v tzv. vlnotech (cm -1 ). Výsledné infraervené spektrum je tedy funkní závislostí energie na vlnové délce dopadajícího záení. Nyní již k samotnému mení. V pípad analýzy plyn doprovázejících tepelný rozklad sledovaného materiálu je doporueno volit spíše menší rychlosti ohevu vzorku (v porovnání s DSC). Z tohoto dvodu byla všechna mení provádna s rychlostí teplotního nárstu pouze 5 °C/min (efekty na DSC kivce uvedené na následujícím obrázku jsou tedy posunuty smrem k nižším teplotám oproti stejným kivkách, které byly popisovány v pedchozích odstavcích). S ohledem na lepší pehlednost bude nejprve uveden rozbor výsledk pro istý PE bez katalyzátoru a pro lepší synchronizaci výsledk FT-IR a STA budou zobrazeny také DSC a TG kivky s asovou osou x. Pro orientaní urení aktuální teploty v daném ase je v grafu taktéž vynesena pímka teploty (viz obr. 7). 124 Advances in Electrical and Electronic Engineering 100 200 300 400 500 Temperature (°C) 0 20 40 60 80 100 120 Weight (%) -5 0 5 10 15 20 Heat Flow (W/g) 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 Time (min) Exo Up Obr. 7. STA vzorku . 2 pro úely FT-IR Fig. 7. STA of sample no. 2 for FT-IR purposes Pehled o celkové spektrální intenzit v závislosti na ase nám na obr. 8 podává tzv. Gram-Schmidt rekonstrukce (ukazuje relativní spektrální zmnu bhem mení). Nejvýraznjší pásy indikují místa (asové úseky) nejvtších zmn ve spektrech. GramSchmidt rekonstrukce vzorku . 2 velmi dobe koresponduje s DSC kivkou, tj. nejvtší zmny ve spektrech se odehrávají od 73. minuty (400 °C). Obr. 8. Gram-Schmidt rekonstrukce pro vzorek . 2 Fig. 8. Gram-Schmidt reconstruction of sample no. 2 Jiný pohled na spektrální rozložení pásu nabízí tzv. konturová mapa (obr. 9) a 3D zobrazení pás (obr. 10), což jsou grafická zobrazení spektrální intenzity celé série spekter, piemž podobné spektrální intenzity mají podobné barvy. I z tchto obrázk je zejmé, že nejvtší zmny intenzity spekter se objevují od 73. minuty do 80. minuty, a to zejména v pípad vlnové délky okolo 2945 cm -1 , okolo 1749 cm -1 a okolo 2360 cm -1 . Pro analýzu jsou významné první dv oblasti, jelikož oblast v okolí 2360 cm -1 písluší pouze oxidu uhliitému. Obr. 9. Konturová mapa pro vzorek .2 (asový interval 62 – 95 minut) Fig. 9. Contour map of sample no. 2 (time interval of 62 – 95 minutes) Wavenumbers (cm-1) Wavenumbers (cm-1) 3000 3000 2000 2000 1000 1000 Absorbance (Abs)Absorbance (Abs) 0,40 0,40 0,30 0,30 0,20 0,20 0,10 0,10 -0,00 -0,00 Time (minutes) Time (minutes) 70,0 70,0 75,0 75,0 80,0 80,0 85,0 85,0 Pásy vyšší intenzity Pásy malé intenzity Obr. 10. 3D zobrazení namené série (as, vlnoet, absorbance) pro vzorek . 2 (asový interval 62 – 95 minut) Fig. 10. 3D view of recorded series (time, wavenumber, absorbance) of sample no. 2 (time interval of 62 – 95 minutes) Pi FT-IR analýze ovšem nelze opomíjet ani 43. minutu (250 °C) experimentu, pi které lze na Gram-Schmidt rekonstrukci i na STA kivkách zaznamenat první výraznjší zmny. Analýza plyn v této oblasti ukázala, že se uvolují pedevším: CO, CO 2 , H 2 O, kyselina mravení a zejm také methanol. Od 75. minuty je pak intenzita pás plyn cca 10-ti násobná, než ve 43. minut experimentu a pásy jsou vizuáln dobe rozlišitelné. Ve spektrech lze dobe identifikovat pásy ethylenu, také pásy CO, CO 2 a pásy vodní páry. Dále se v prbhu ohevu vzorku uvoluje pravdpodobn kyselina mravení, methanol a formaldehyd. V pípad vzorku . 1 jednotlivé analýzy (FTIR, TG a SDT) opt dobe korespondují. Chemigramy (asové závislosti vývoje produkt v dané spektrální oblasti) jednotlivých složek spekter jsou takka identické a poskytují informaci o intenzivním vývoji plyn od cca 73. minuty experimentu. Od 74. minuty experimentu jsou ve spektrech pítomny pásy ethylenu. Nejvíce ethylenu vzniká v 78. minut experimentu (to platí i o oxidu uhelnatém) – toto zjištní je identické také u vzorku . 2. Ve spektrech jsou pítomny i pásy dalších látek, samozejm CO, CO 2 , vodní páry a stejn jako v pípad vzorku . 2 kyselina mravení, methanol a formaldehyd. Odlišnost mezi FT-IR analýzou vzorku . 1 (s katalyzátorem) a vzorku . 2 (bez katalyzátoru) není Termické analýzy síovaného polyethylenu 125 píliš velká. Identifikace produkt je velice podobná a prmrná spektra pro oba vzorky (pi nejintenzivnjším vývoji plyn) nejeví významné rozdíly. Liší se ovšem TG a DSC kivky tchto vzork. 3.3 Výsledky TMA Jak již bylo eeno v úvodu tohoto lánku, TMA je analýza, která zkoumá chování materiálu vystavovaného souasnému psobení ízeného teplotního režimu a mechanického namáhání. Druh mechanického namáhání závisí na tvaru použité mící sondy (expanzní, makroexpanzní, penetraní, sonda pro tíbodový ohyb apod.). Pro úely této studie byla použita sonda expanzní, v kombinaci s velmi malou pítlanou silou. Za tchto podmínek míme pedevším teplotní roztažnost, která je ve své podstat následkem neharmonických vibrací atom kolem rovnovážných poloh v krystalové mížce. Míru teplotní roztažnosti v uritém teplotním intervalu charakterizuje tzv. prmrný koeficient délkové teplotní roztažnosti α αα α p , jehož prbh nejastji vynášíme v závislosti na teplot. Hodnoty koeficientu teplotní roztažnosti jsou ve velké míe ovlivnny tepelnou a mechanickou historií vzorku. Z tchto dvod se stalo již bžnou praxí, že se v pípad polymer mí TMA v tzv. kombinovaném teplotním režimu, který se skládá ze tí fází: 1. ohev na max. provozní teplotu materiálu, 2. chlazení vzorku na teplotu okolí, 3. opakovaný ohev (z angl. reheating). První dv fáze mení mají za úkol „vymazat“ tepelnou a mechanickou historii vzorku [2], ponvadž tvar termomechanické kivky závisí práv na této historii. Po prvním ohevu a chlazení následuje tetí krok. Kivka získaná ve tetím kroku se již mnohem snadnji vyhodnocuje, a hlavn lze tímto zpsobem porovnávat jednotlivé vzorky (tj. vzorky mající stejnou tepelnou historii). 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 Dimension Change (µm) 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 Temperature (°C) Obr. 11. Kivka TMA pro všechny ti etapy teplotního programu Fig. 11. TMA curve of all three phases of temperature program Termomechanická analýza byla zvolena jako doplková a z tohoto dvodu byl testován pouze vzorek . 1. Obrázek 11 zobrazuje jeho TMA kivku tak, jak byla zaznamenána v prbhu všech tí etap analýzy. Maximální teplota ohevu byla nastavena s ohledem na výsledky DSC na 105 °C, tedy (s uritou rezervou) pod teplotou tavení T m . Pítlaná síla sondy byla 0,01 N. Tetí etapa analýzy byla separována z celkového prbhu a podrobn vyhodnocena (viz obr. 12). 30.79°C 101.27°C Alpha=369.0µm/(m·°C) 15 20 25 30 35 40 Dimension Change (µm) 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 Temperature (°C) Obr. 12. Vyhodnocení α αα α p pro vzorek . 1 Fig. 12. Evaluation of α αα α psample no. 1 Výsledky analýzy TMA jsou v souladu s výsledky, které byly získány za pomoci STA. Kivka TMA nevykazuje v oblasti mezi teplotou okolí a teplotou tavení výrazné zlomy, pesto lze zaznamenat plynulý, exponenciální nárst výšky vzorku. Neexistence jasného zlomu TMA kivky poukazuje na pevážn amorfní strukturu tohoto polymeru. Koeficient teplotní roztažnosti α αα α p je v oblasti mezi teplotami 31 – 101 °C roven 369 ppm/°C. Dále byl vyhodnocen také koeficient délkové teplotní roztažnosti v závislosti na teplot – viz obr. 13. 606.5µm/(m·°C) 0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000 1100 1200 Alpha (µm/(m·°C)) 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 Temperature (°C) Obr. 13. Koeficient teplotní roztažnosti v závislosti na teplot Fig. 13. Coefficient of thermal expansion vs. temperature 126 Advances in Electrical and Electronic Engineering Jak je z obrázku zejmé, koeficient roztažnosti vykazuje v oblasti 64 – 96 °C prudký nárst. Tento nárst odpovídá pozvolné zmn na DSC kivce (viz detail kivky DSC pro vzorek . 1 na obr. 14) s inflexním bodem pi teplot 74 °C. 73.89°C(I) 115.42°C 100.75°C 103.8J/g -1.00 -0.75 -0.50 -0.25 0.00 0.25 0.50 Heat Flow (W/g) 0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 Temperature (°C) Exo Up Obr. 14. Detail kivky DSC v teplotním intervalu 25 – 180 °C Fig. 14. Detail of DSC curve in temperature range of 25 – 180 °C Nárst kivky DSC odráží pouze zmnu tepelné kapacity vzorku, nemá tudíž žádné skupenské teplo tání (pechod druhého ádu), na rozdíl od teploty tavení (pechod prvého ádu), která se vyznauje mohutným endotermickým píkem a je taktéž vidt na obr. 14. Mnoho odborných lánk se zabývá tímto a podobnými pechody v polyethylenu (nap. [3]). Obecn jsou v polymerech tyto pechody oznaovány jako α αα α, β ββ β a γ γγ γ smrem od vyšších teplot k nižším. Podstatou α αα α-pechodu mže být mnoho jev (v tomto se literatura asto rozchází), nap. rotace krystalických ástí následovaná posunem podél osy etzce, torzní kroucení krystalických ástí struktury, pohyby lom apod. V pípad nízkomolekulárního PE je tento pechod zaznamenatelný (v závislosti na složení a struktue) v pomrn širokém teplotním rozmezí od –20 do +119 °C. S ohledem na tento fakt je s nejvtší pravdpodobností pechod druhého ádu u vzorku . 1 práv α αα α-pechodem PE. Pechodm β ββ β a γ γγ γ (v pípad PE je pechod γ γγ γ dáván do souvislosti s teplotou skelného pechodu T g ) jsou pisuzovány mechanismy jiné, a hlavn jsou spojovány s mnohem nižšími teplotami, nap. Khonakdar a kol. [3] urili teplotu skelného pechodu u LDPE v rozmezí od –118 do –123 °C (v závislosti na obsahu peroxidu) a u HDPE v rozmezí od –102 do –108 °C. 4. ZÁVR Závrem lze konstatovat, že v oblasti provozních teplot vzorku . 1 je nutné poítat se zmínným α αα α-pechodem, který byl potvrzen jak termomechanickou analýzou, tak diferenní skenovací kalorimetrií. Získání podrobných informací také o pechodech β ββ β a γ γγ γ by vyžadovalo mení TMA v oblasti záporných teplot. Všechny prezentované výsledky ukazují, že v prbhu kritického provozního stavu (pekroení oblasti bžných provozních teplot) nastávají v testovaných kabelových izolacích velmi rznorodé dje. Z výsledk jednotlivých analýz lze mimo jiné vyhodnotit nap. maximální provozní teplotu této izolace. Výsledky navíc ukázaly, že dodaný síovaný polyethylen není v isté form (dležitá informace pro pípadného zpracovatele) a v prbhu jeho tepelného rozkladu se uvoluje velmi toxická látka – formaldehyd. Tyto dje mohou, nap. v pípad požáru budovy, ve velké míe rozhodovat o spolehlivosti provozu [4, 5] bezpenostních okruh i o ase, který je nutný k pípadné evakuaci osob z hoící budovy. Všechny aplikované analýzy vykazují ve svých výsledcích shodu a vzájemn se dobe doplují. Podkování Práce vznikla v rámci ešení výzkumného zámru MSM 4977751310 - Diagnostika interaktivních dj v elektrotechnice. Podkování patí také panu Ing. Karlu Šecovi i ostatním pracovníkm firmy NICOLET CZ s.r.o. za vydatnou pomoc pi vyhodnocení namených FT-IR spekter. LITERATURA [1] BOCKHORN, H., HORNUNG, A., HORNUNG, U.: Mechanisms and kinetics of thermal decomposition of plastics from isothermal and dynamic measurements, Journal of Analytical and Applied Pyrolysis, vol. 50, s. 77-101., 1999. [2] KRUMP, H., LUYT, A.S., HUDEC, I.: Effect of different modified clays on the thermal and physical properties of polypropylenemontmorillonite nanocomposites, Materials Letters, vol. 60, s. 2877–2880, 2006. [3] KHONAKDAR, H. A., JAFARI, S. H., HASSLER, R.: Glass-Transition-Temperature Depression in Chemically Crosslinked LowDensity Polyethylene and High-Density Polyethylene and Their Blends with Ethylene Vinyl Acetate Copolymer, Journal of Applied Polymer Science, vol. 104, s. 1654–1660, 2007. [4] GRZYBOWSKI, S., TRNKA, P., FULPER, J.D.: Aging of High Voltage Cables by Switching Impulse. In Electric Ship Technologies Symposium, 2007. ESTS '07. IEEE. Arlington, VA : IEEE, s. 165-168, 2007. [5] TRNKA, P.: Procesy v izolaních systémech namáhaných pulzním naptím, In Diagnostika´03. Plze : ZU, s. 288-291, 2003.