electrical insulating materials, composites, thermoplastics, bio- based thermoplastics, basalt fibers
Abstract
Głównym celem naukowym pracy było określenie wpływu wprowadzenia włókien szklanych lub bazaltowych na właściwości mechaniczne i elektryczne biopochodnego poliamidu. Analiza wyników badań miała na celu ocenę możliwości zastąpienia obecnie stosowanych materiałów elektroizolacyjnych, takich jak petrochemiczne utwardzalne żywice epoksydowe, badanymi kompozytami na osnowie poliamidu z surowców odnawialnych. Właściwości biopoliamidu 4.10 porównano z właściwościami komercyjnego kompozytu na osnowie petrochemicznego poliamidu PA 6.6. Wyniki badań wykazały, że biopoliamid ma zbliżone parametry użytkowe do swojego petrochemicznego odpowiednika, co wskazuje na możliwość jego zastosowania w celu ograniczenia emisji CO₂ i zużycia surowców kopalnych. W kontekście planowanego wdrożenia przemysłowego opracowano i przetestowano prototypy izolatora wsporczego do rozdzielnicy średniego napięcia, wykonane z biopoliamidu PA 4.10 oraz poliamidu PA 6.6. Wyniki przeprowadzonych badań wskazują, że oba kompozyty termoplastyczne stanowią realną alternatywę dla stosowanych obecnie utwardzalnych żywic epoksydowych w rozdzielnicach średniego napięcia. Biopoliamid wykazał duży potencjał, jednak konieczne są dalsze badania, aby potwierdzić jego długoterminową stabilność w trudnych warunkach eksploatacyjnych.
The main scientific objective of the study was to determine the effect of introducing glass or basalt fibers on the mechanical and electrical properties of bio-based polyamide. The analysis of the results of the study was aimed at evaluating the possibility of replacing currently used electrical insulating materials, such as petrochemical curable epoxy resins, with investigated polyamide matrix composites from renewable resources. The properties of biopolyamide 4.10 were also compared with those of a commercial composite based on the matrix of petrochemical polyamide PA 6.6. The results showed that the biopolyamide has similar performance to its petrochemical counterpart, indicating that it can be used to reduce CO₂ emissions and consumption of fossil raw materials. In the context of the planned industrial implementation, prototypes of a support insulator for medium-voltage switchgears, made of PA 4.10 biopolyamide and PA 6.6 polyamide, were developed and tested. The results of the tests indicate that both thermoplastic composites are viable alternatives to the currently used curable epoxy resins in medium-voltage switchgears. Biopolyamide showed great potential, but further research is needed to confirm its long-term stability under harsh operating conditions.
