Оценка прочности современных автомобильных проводов на истирание

Одна из главных тенденций на рынке автомобильных кабельных изделий состоит в сокращении их размеров и толщины изоляции, в частности, для того, чтобы в кабельной сборке можно было поместить больше кабелей для удовлетворения растущего спроса на оснащение автомобилей различными системами электропитания, а также мультимедиа информационно-развлекательными системами (“infotainment”). При этом необходимо, чтобы жгуты проводов с уменьшенной толщиной изоляции обладали эксплуатационными свойствами, сравнимыми с теми, которыми обладают провода со стандартной толщиной изоляции.

Основное внимание потребители уделяют таким характеристикам, как стойкость на истирание и продавливание.

Существует три общих стандарта, устанавливающих требования к эксплуатационным характеристикам автомобильных проводов: SAE J-1128, SAE J-1678 и ISO-6722. Эти стандарты предусматривают классификацию изоляции автомобильных проводов в соответствии с тремя температурными классами (от 85⁰С до 250⁰С), а также по толщине изоляции.

По толщине изоляция подразделяется на следующие категории: ультратонкая (0,2 мм – 0,25 мм), тонкая (0,25 мм – 0,65 мм)  и толстая (0,6 мм – 1,6 мм) для токопроводящих жил различного диаметра. Материалы для изоляции автопроводов можно подразделить на три категории: компаунды, получаемые методами перекисного сшивания, радиационного сшивания и термопластичные компаунды.

Требования, предъявляемые к стойкости изоляции на истирание, зависят от толщины жилы и типа полимера (термопластичный или сшиваемый). В зависимости от типа полимерного материала механизмы истирания могут быть различными (абразивный, адгезивный, усталостный, коррозионный, эрозивный, расщепляющий и т.п.). Для повышения прочности и конкретно износостойкости полимеров и композитных материалов обычно используются активные наполнители.

Специалисты подразделения Dow Wire & Cable компании The Dow Chemical Company (США) провели исследования с целью оценки влияния толщины изоляции, метода сшивания и свойств материала на износоустойчивость автомобильных проводов. Испытания проводились на образцах с изоляцией из пяти типов компаундов (два перекисного сшивания, два радиационного сшитых и один термопласт).

Для исследований использовались различные методы  испытаний: истирание при помощи вращающихся абразивных дисков, при помощи наждачной бумаги и при помощи иглы. После каждого испытания на износостойкость сравнивались результаты и оценивались эффекты воздействия уровня сшивания, степени кристалличности, толщины изоляции и свойств изоляционного материала на стойкость к износу. На основании результатов испытаний были сделаны следующие выводы:

• провода с тонкостенной изоляцией обладают более высокой износостойкостью, чем провода с ультратонкой изоляцией;
• сшивание полимеров повышает стойкость к абразивному истиранию материалов с низкой степенью кристалличности (но не материалов с высокой степенью кристалличности);
• сшивание повышает стойкость на истирание (при испытании при помощи шлифовальных дисков) как материалов с высокой, так и материалов с низкой степенью кристалличности, но эффект сшивания отличается в зависимости от механизма истирания;
• при определении корреляции между различными механизмами истирания и свойствами материалов была обнаружена зависимость между стойкостью к истиранию и модулем упругости при изгибе, а также между стойкостью к истиранию и сопротивлением раздиру.

Полученные результаты исследований представляются очень полезными для изготовителей кабельных изделий, используемых в автотранспорте, где они подвергаются воздействию различных неблагоприятных факторов.