ΠΑΝΔΠΙΣΗΜΙΟ ΠΑΣΡΩΝ ΣΜΗΜΑ ΗΛΔΚΣΡΟΛΟΓΩΝ ΜΗΥΑΝΙΚΩΝ ΚΑΙ ΣΔΥΝΟΛΟΓΙΑ ΤΠΟΛΟΓΙΣΩΝ ΣΟΜΔΑ ΤΣΗΜΑΣΩΝ ΗΛΔΚΣΡΙΚΗ ΔΝΔΡΓΔΙΑ ΣΟΤΚΑΝΔΛΗ ΟΦΟΚΛΗ. Αξηζκόο Μεηξώνπ: 5210

Transcript

1 ΠΑΝΔΠΙΣΗΜΙΟ ΠΑΣΡΩΝ ΣΜΗΜΑ ΗΛΔΚΣΡΟΛΟΓΩΝ ΜΗΥΑΝΙΚΩΝ ΚΑΙ ΣΔΥΝΟΛΟΓΙΑ ΤΠΟΛΟΓΙΣΩΝ ΣΟΜΔΑ ΤΣΗΜΑΣΩΝ ΗΛΔΚΣΡΙΚΗ ΔΝΔΡΓΔΙΑ Γιπλωμαηική Δργαζία ηνπ Φνηηεηή ηνπ ηκήκαηνο Ηιεθηξνιόγσλ Μεραληθώλ θαη Σερλνινγίαο Ηιεθηξνληθώλ Τπνινγηζηώλ, ηεο Πνιπηερληθήο ρνιήο ηνπ Παλεπηζηεκίνπ Παηξώλ: ΣΟΤΚΑΝΔΛΗ ΟΦΟΚΛΗ Αξηζκόο Μεηξώνπ: 5210 Θέκα: ΑΞΙΟΛΟΓΗΗ ΣΗ ΓΗΡΑΝΗ ΤΝΘΔΣΙΚΩΝ ΜΟΝΩΣΗΡΩΝ ΜΔ ΜΔΘΟΓΟΤ ΦΑΜΑΣΟΚΟΠΙΑ Δπηβιέπνπζα: ΔΛΔΤΘΔΡΙΑ ΠΤΡΓΙΩΣΗ Δπίκοσρη Καθηγήηρια Πάηξα:

2 ΠΙΣΟΠΟΙΗΗ Πηζηνπνηείηαη όηη ε δηπισκαηηθή εξγαζία κε ζέκα: «ΑΞΙΟΛΟΓΗΗ ΣΗ ΓΗΡΑΝΗ ΤΝΘΔΣΙΚΩΝ ΜΟΝΩΣΗΡΩΝ ΜΔ ΜΔΘΟΓΟΤ ΦΑΜΑΣΟΚΟΠΙΑ» ηνπ θνηηεηή ηνπ Σκήκαηνο Ηιεθηξνιόγσλ Μεραληθώλ θαη Σερλνινγίαο Τπνινγηζηώλ ΣΟΤΚΑΝΔΛΗ ΟΦΟΚΛΗ Α.Μ.: 5210 Παξνπζηάζηεθε δεκόζηα θαη εμεηάζζεθε ζην Σκήκα Ηιεθηξνιόγσλ Μεραληθώλ θαη Σερλνινγίαο Τπνινγηζηώλ ζηηο / / Η επηβιέπνπζα: Ο Γηεπζπληήο ηνπ Σνκέα: Διεπζεξία Ππξγηώηε Δπίθνπξε Καζεγήηξηα Αληώληνο Αιεμαλδξίδεο Καζεγεηήο

3 ηην Βίκσ και ηην Ιοσλία ποσ δεν κράηηζαν ηο λόγο ηοσς και έθσγαν νωρίς

4 Αριθμός Γιπλωμαηικής Δργαζίας: Σίηινο: ΑΞΙΟΛΟΓΗΗ ΣΗ ΓΗΡΑΝΗ ΤΝΘΔΣΙΚΩΝ ΜΟΝΩΣΗΡΩΝ ΜΔ ΜΔΘΟΓΟΤ ΦΑΜΑΣΟΚΟΠΙΑ Φνηηεηήο: ΣΟΤΚΑΝΔΛΗ ΟΦΟΚΛΗ Δπηβιέπνπζα: ΔΛΔΤΘΔΡΙΑ ΠΤΡΓΙΩΣΗ ΠΡΟΛΟΓΟ Αληηθείκελν ηεο παξνύζαο εξγαζίαο είλαη ε ρξήζε ησλ πνιπκεξώλ σο πιηθά κνλσηήξσλ ζε ζύγθξηζε κε ηα θεξακηθά, ε ζεώξεζε ησλ ζπλζεθώλ εθείλσλ πνπ επεξεάδνπλ ηελ απόδνζε θαηά ηε ιεηηνπξγία θαη ηε ρξήζε ηνπο θαη ησλ παξαγόλησλ κε ηνπο νπνίνπο επηιέγνληαη ηα πνιπκεξή πιηθά σο κνλσηηθά πιηθά εμσηεξηθνύ ρώξνπ. Δμεηάδεηαη ε γήξαλζε ησλ κνλσηήξσλ ζηε δηάξθεηα ησλ ρξόλσλ ηεο ρξεζηκνπνίεζήο ηνπο ζε εμσηεξηθό πεξηβάιινλ ππό ζπλζήθεο ξύπαλζεο θαη άιισλ θαηαπνλήζεσλ κεραληθώλ ή ζεξκηθώλ πνπ νθείινληαη είηε ζηηο ζπλζήθεο ιεηηνπξγίαο, είηε ζηηο θαηξηθέο ζπλζήθεο θαη αμηνινγείηαη ν βαζκόο γήξαλζεο ησλ πνιπκεξώλ κνλσηήξσλ κε κεζόδνπο θαζκαηνζθνπίαο. ην πρώηο κεθάλαιο γίλεηαη κηα ζύληνκε αλαθνξά ζε γεληθά ζηνηρεία ζρεηηθά κε ηνπο κνλσηήξεο. Αλαιύνληαη ηα πιηθά από ηα νπνία θαηαζθεπάδνληαη νη κνλσηήξεο θαη επηρεηξείηαη κία θαηεγνξηνπνίεζε ησλ δηαθόξσλ ηύπσλ κνλσηήξσλ. ην ίδην θεθάιαην αλαιύεηαη ε ξύπαλζε, ε νπνία επηθάζεηαη ζηελ επηθάλεηα ησλ κνλσηήξσλ θαη απνηειεί ηνλ ζεκαληηθόηεξν παξάγνληα πνπ επεξεάδεη ηε δηειεθηξηθή ζπκπεξηθνξά ηνπο. Παξνπζηάδεηαη ην θαηλόκελν ηεο ππεξπήδεζεο, δειαδή ηεο γεθύξσζεο κε ειεθηξηθό ηόμν ελόο κνλσηήξα. Αλαιύνληαη νη παξάγνληεο πνπ νδεγνύλ ζην θαηλόκελν ηεο ππεξπήδεζεο ηόζν ζε κνλσηήξεο πνξζειάλεο, όζν θαη ζε πνιπκεξείο κνλσηήξεο. ην δεύηερο κεθάλαιο αλαιύεηαη ε ηδηόηεηα ηεο πδξνθνβηθόηεηαο πνπ ραξαθηεξίδεη ηνπο πνιπκεξείο κνλσηήξεο. Παξνπζηάδνληαη ηα θξηηήξηα θαηάηαμεο ηεο πδξνθνβηθόηεηαο κνλσηήξσλ θαη αλαιύεηαη ε εθδήισζε ηνπ θαηλνκέλνπ corona παξνπζία ζηαγόλσλ ύδαηνο ζύκθσλα κε άξζξα δεκνζηεπκέλα ζηε δηεζλή βηβιηνγξαθία. Μειεηάηαη ε επίδξαζε ηεο γσλίαο επαθήο, ηνπ κεγέζνπο, ηνπ ζρήκαηνο θαη ηεο δηειεθηξηθήο ζηαζεξάο ηεο ζηαγόλαο ύδαηνο ζηελ ηηκή ηεο πεδηαθήο έληαζεο ζηελ πεξηνρή ηνπ πεξηβιήκαηνο θαη ζηελ πεξηνρή ηνπ δίζθνπ κνλσηήξα, όπσο επίζεο θαη ηεο επίδξαζεο ηεο απόζηαζεο κεηαμύ παξαθείκελσλ ζηαγόλσλ ύδαηνο θαη ηεο παξνπζίαο πνιιώλ ζηαγόλσλ ύδαηνο. Σν ηρίηο κεθάλαιο πεξηιακβάλεη ηελ παξνπζία επηιεγκέλσλ άξζξσλ πνπ έρνπλ δεκνζηεπηεί γύξσ από ηηο ραξαθηεξηζηηθέο ηδηόηεηεο ησλ πνιπκεξώλ πιηθώλ, από ηα νπνία θαηαζθεπάδνληαη νη ζπλζεηηθνί κνλσηήξεο θαη νη νπνίεο πξνζδίδνπλ ζε απηνύο ηελ αληνρή ζε ζεξκηθή γήξαλζε, ζηελ ππεξηώδε αθηηλνβνιία, ζε ξεύκαηα εξππζκνύ, ηελ αληίζηαζε έλαληη ηεο δηάβξσζεο ηεο επηθάλεηαο ηνπο ζε εμσηεξηθό πεξηβάιινλ κε ξύπαλζε, θαη ηελ επηκήθπλζε ηεο δηάξθεηαο δσήο ηνπο ππό ζπλζήθεο ιεηηνπξγίαο ζε

5 εμσηεξηθό ρώξν. Δθηηκάηαη ε απόδνζε ησλ ζπλζεηηθώλ κνλσηήξσλ ζε ζύγθξηζε κε ηνπο θεξακηθνύο. ην ηέηαρηο κεθάλαιο αλαιύνληαη ηερληθέο ησλ θαζκαηνζθνπηθώλ κεηξήζεσλ, ν ηξόπνο ιεηηνπξγίαο ηνπ θαζκαηνγξάθνπ θαη ε παξαζθεπή δεηγκάησλ. Δξκελεύνληαη θάζκαηα ππέξπζξεο αθηηλνβνιίαο θαη παξνπζηάδνληαη ηα θάζκαηα βαζηθώλ νκάδσλ νξγαληθώλ ελώζεσλ. ην πέμπηο κεθάλαιο παξνπζηάδνληαη ηα απνηειέζκαηα θαζκαηνζθνπηθώλ κεηξήζεσλ γηα πεξίνδν 15 ρξόλσλ ιεηηνπξγίαο ηα νπνία εμνκνηώλνληαη κε 15 εξγαζηεξηαθά έηε κε ηεζη πνιιαπιώλ θαηαπνλήζεσλ. Σα πιηθά ζηα νπνία εθαξκόζηεθαλ ηα ηεζη είλαη ην EPSB θαη ην SiR. Σα απνηειέζκαηα αθνξνύλ ηε ζύγθξηζε ησλ πιηθώλ απηώλ κε ηα παξζεληθά κεηά από θαζκαηνζθνπηθή αλάιπζε κε ηελ κέζνδν FTIR θαη ηελ κέζνδν SEM. ΠΔΡΙΛΗΨΗ ηελ παξνύζα δηπισκαηηθή εξγαζία εμεηάδνληαη νη παξάγνληεο πνπ επηδξνύλ ζηελ απόδνζε θαη ηε δηάξθεηα δσήο ησλ ζπλζεηηθώλ κνλσηήξσλ. Δηδηθόηεξα εμεηάδεηαη ε γήξαλζε ησλ ζπλζεηηθώλ κνλσηήξσλ από ζηιηθνλνύρα πνιπκεξή κε θύξην παξάγνληα επηβάξπλζεο ηελ απώιεηα ηεο πδξνθνβηθόηεηαο ζε ζπλζήθεο ειεθηξηθήο θαηαπόλεζεο ιόγσ ειεθηξηθώλ εθθελώζεσλ, εθθελώζεσλ corona γύξσ από ζηαγόλεο ύδαηνο πνπ επηθάζνληαη ζηελ επηθάλεηα ησλ κε θεξακηθώλ κνλσηήξσλ ρξήζεσο εμσηεξηθνύ ρώξνπ θαζώο επίζεο θαη άιισλ πεξηβαιινληηθώλ παξαγόλησλ πνπ επεξεάδνπλ ηνπο ζπλζεηηθνύο κνλσηήξεο όζν αθνξά ηηο θπζηθέο θαη κεραληθέο ηνπο ηδηόηεηεο. Σα πνιπκεξή πιηθά ηα νπνία ρξεζηκνπνηνύληαη ζηελ θαηαζθεπή ησλ ζπλζεηηθώλ κνλσηήξσλ ζα ππνζηνύλ γήξαλζε κε ην ρξόλν. ηε δηάξθεηα ηεο ρξεζηκνπνίεζεο ηνπο είλαη ζεκαληηθό λα κελ αζηνρήζνπλ ή λα κελ επηηξέςνπλ ειεθηξηθή ππεξπήδεζε πνπ είλαη ην απνηέιεζκα ηεο εκθάληζεο πςειώλ ηηκώλ ηεο έληαζεο ειεθηξηθνύ πεδίνπ ζε νξηζκέλα ηκήκαηα ηεο επηθάλεηαο ηνπ κνλσηήξα. Γηα ηελ αμηνιόγεζε ηεο γήξαλζεο ησλ ζπλζεηηθώλ κνλσηήξσλ ρξεζηκνπνηήζακε κεζόδνπο θαζκαηνζθνπίαο ζε πνιπκεξή πιηθά θαη ζπγθεθξηκέλα ζε EPSB θαη SiR, ηα νπνία ππέζηεζαλ ηεζη πνιιαπιώλ εληάζεσλ ζε ζπλζήθεο εξγαζηεξίνπ, εμνκνηώλνληαο ηηο πξαγκαηηθέο ζπλζήθεο ιεηηνπξγίαο. Η αμηνιόγεζε πξαγκαηνπνηήζεθε γηα κηα πεξίνδν 15 ρξόλσλ εμνκνηώλνληαο πξαγκαηηθά ρξόληα ιεηηνπξγίαο(15 εξγαζηεξηαθά ρξόληα) ζε ζάιακν πνιιαπιώλ θαηαπνλήζεσλ επηηαρπλόκελεο γήξαλζεο. ε ζύγθξηζε κε ην παξζεληθό δείγκα. Οη κνλσηήξεο από EPSB εκθάληζαλ θξεηηδηθή κνξθή, κεησκέλε πδξνθνβηθόηεηα θαη κείσζε κνξίσλ πδξνγνλάλζξαθα (CH) θαηά ηελ αλάιπζε κε ηελ θαζκαηνζθνπηθή κέζνδν ATR-FTIR (Attenuated Total Reflection Fourier Transform Infrared Spectroscopy). Οη κνλσηήξεο από SiR δελ εκθάληζαλ αμηνζεκείσηεο αιιαγέο θαηά ηηο κεηξήζεηο FTIR. Παξόια απηά όκσο κε ηελ κέζνδν SEM (Scanning Electron Microscopy) ζεκείσζαλ απμεκέλε επηθαλεηαθή ζθιεξόηεηα θαζώο θαη απνζύλζεζε ηνπ πιηθνύ γηα ηηο επηθάλεηεο θαη ησλ δύν πιηθώλ. Σα απνηειέζκαηα ησλ εξεπλώλ καο δείρλνπλ πσο ηα ηεζη πνιιαπιώλ θαηαπνλήζεσλ είλαη αμηόπηζηα από ηε ζηηγκή πνπ αληαπνθξίλνληαη ζηελ πξαγκαηηθόηεηα. Λέμεηο Κιεηδηά: Γήξαλζε, ζπλζεηηθόο κνλσηήξαο, ζηιηθνλνύρν θανπηζνύθ, ηάμε πδξνθνβηθόηεηαο, εθθελώζεηο corona ζηαγόλσλ ύδαηνο, ππεξπήδεζε, ειεθηξηθό

6 πεδίν ζπλζεηηθώλ κνλσηήξσλ, πξνζνκνίσζε, αζηνρία πιηθνύ, ζηιηθνλνύρα ειαζηνκεξή, ξύπαλζε, αληνρή ζηε δηάβξσζε, αληνρή ζηελ ππεξηώδε αθηηλνβνιία, πξόζζεηα, πιεξσηηθά πιηθά, δηάξθεηα δσήο, ηεζη πνιιαπιώλ θαηαπνλήζεσλ, θαζκαηνζθνπία FTIR, κέζνδνο SEM. ABSTRACT This diplopma thesis investigates the factors which can play an important role in long term performance and life expectancy of composite insulators. The aging of non ceramic silicone rubber and EPDM insulators is especially studied. Especially is examined the loss of their hydrophobicity due to electrical stresses, corona effect due to water drops that lay on outdoor polymeric insulators surface and other environmental factors which affect the polymeric insulators as far as their physical and mechanical properties concerns. All polymers used in the manufacturing of composite insulators will age over time but what is important is that they do not fail and not permit an electrical flashover which is a result of high values of electric field localized on some parts of the insulator surface. To evaluate the aging of polymeric insulators we used spectroscopy methods in polymeric materials and specifically at EPSB and SiR, with multistress tests in laboratory conditions, simulating real time conditions in the field. The evaluation was conducted for a period of 15 simulated service years of aging (15 lab-years) in the multistress accelerated aging chamber. Compared to the unaged (virgin) sample, the EPSB insulators showed chalking, reduced hydrophobicity, and reduction in hydrocarbon (CH) group molecules in the Attenuated Total Reflection Fourier Transform Infrared Spectroscopy (ATR-FTIR) measurements. The SiR arrester surfaces showed no noticeable changes in the FTIR measurements. However, Scanning Electron Microscopy (SEM) micrographs indicated increased surface roughness and disintegration of the material for both the SiR and EPSB surfaces. Research results indicated that multistress accelerated tests are reliable since they reflect the real world. Key words: Aging, composite insulator, silicone rubber, hydrophobicity classification, water drops corona discharges, flashover, electric field of composite insulator, simulation, material failure, silicone elastomer, pollution, erosion resistance, UV stability, additives, fillers, life expectancy, multistress accelerating tests, FTIR spectroscopy, SEM micrographs.

7 Περιετόμενα Κεθάλαιο 1: Διζαγωγή Γεληθά Ιζηνξηθή αλαδξνκή Βαζηθνί νξηζκνί Τιηθά ησλ κνλσηήξσλ Κεξακηθά Τιηθά Πνιπκεξή πιηθά ύγθξηζε ηδηνηήησλ κνλσηηθώλ πιηθώλ Ιδηόηεηεο ησλ κνλσηηθώλ δηειεθηξηθώλ Καηεγνξίεο κνλσηήξσλ Ρύπαλζε Σν θαηλόκελν ηεο ππεξπήδεζεο (flashover) Παξάγνληεο πνπ επλννύλ ηε δηαδηθαζία ηεο ππεξπήδεζεο Μεραληζκνί ππεξπήδεζεο Σξόπνη κεηξηαζκνύ ηνπ θαηλνκέλνπ ηεο ππεξπήδεζεο Η ειεθηξηθή δηάζπαζε Οη δηάθνξεο κνξθέο ειεθηξηθώλ εθθελώζεσλ 26 Κεθάλαιο 2: Η ιδιόηηηα ηης σδροθοβικόηηηας Μελέηη ηλεκηρικού πεδίοσ παροσζία ύδαηος ζηην σδρόθοβη επιθάνεια μη κεραμικού μονωηήρα Καηάηαμε πδξνθνβηθόηεηαο κε θεξακηθώλ κνλσηήξσλ Καηάηαμε πδξνθνβηθόηεηαο ζύκθσλα κε ηνλ STRI Guide, Τζηέξεζε γσλίαο επαθήο Φόξκα θύιινπ ειέγρνπ ζύκθσλα κε ηνλ STRI Guide, Καηάηαμε πδξνθνβηθόηεηαο ζύκθσλα κε ην πξόηππν IEC/TS Δθδήισζε εθθελώζεσλ corona παξνπζία ζηαγόλσλ ύδαηνο θαη ε δπλακηθή ζπκπεξηθνξά ζηελ επηθάλεηα ησλ κε θεξακηθώλ κνλσηήξσλ Πξνζνκνίσζε ειεθηξηθνύ πεδίνπ κνλσηήξα από ζηιηθνλνύρν θανπηζνύθ κε κία ζηαγόλα ύδαηνο Πξνζνκνίσζε ειεθηξηθνύ πεδίνπ ηεο πεξηνρήο ηνπ πεξηβιήκαηνο Πξνζνκνίσζε ειεθηξηθνύ πεδίνπ ηεο πεξηνρήο ηνπ δίζθνπ Δπίδξαζε ηεο γσλίαο επαθήο, ηνπ κεγέζνπο, ηνπ ζρήκαηνο θαη ηεο αγσγηκόηεηαο ηεο ζηαγόλαο ύδαηνο ζηελ πεδηαθή έληαζε Δπίδξαζε ηεο γσλίαο επαθήο ηεο ζηαγόλαο ύδαηνο Δπίδξαζε ηνπ κεγέζνπο ηεο ζηαγόλαο ύδαηνο Δπίδξαζε ηνπ ζρήκαηνο ηεο ζηαγόλαο ύδαηνο 54

8 2.4.4 Σν απνηέιεζκα ηεο απόζηαζεο κεηαμύ παξαθείκελσλ ζηαγόλσλ ύδαηνο Δπίδξαζε ηεο αγσγηκόηεηαο ηεο ζηαγόλαο ύδαηνο 57 Κεθάλαιο 3: Γήρανζη ζσνθεηικών μονωηήρων και εκηίμηζη ηης απόδοζης ηων ζσνθεηικών μονωηήρων ζε ζύγκριζη με ηοσς κεραμικούς μονωηήρες Δηζαγσγή Οπηηθή αλαγλώξηζε αιινηώζεσλ / θζνξώλ ζε ζπλζεηηθνύο κνλσηήξεο αλάξηεζεο Οπηηθή αλαγλώξηζε δεκηώλ / βιαβώλ ζε ζπλζεηηθνύο κνλσηήξεο αλάξηεζεο Οπηηθή αλαγλώξηζε αζηνρίαο κνλσηήξα πλζεηηθνί κνλσηήξεο από ζηιηθόλε Η ηθαλόηεηα ηεο αλάθηεζεο ηεο πδξνθνβηθόηεηαο πλζήθεο ειεθηξηθώλ εθθελώζεσλ ή άιισλ θαηαπνλήζεσλ πλζήθεο ξύπαλζεο Μεηαθνξά ηεο πδξόθνβεο ζπκπεξηθνξάο Γήξαλζε ζπλζεηηθώλ κνλσηήξσλ Βηνινγηθή ππνβάζκηζε Δπηπηώζεηο πνπ πξνθαινύληαη από ηελ βηνινγηθή ππνβάζκηζε Πξνζηαζία από κηθξνβηνινγηθή επίζεζε Αλζεθηηθόηεηα ζηε δηάβξσζε. Θσξάθηζε έλαληη ηεο ξύπαλζεο Μεραληθέο ηδηόηεηεο Υεκηθέο ξππαληηθέο νπζίεο Πεξηβαιινληηθέο θαηαπνλήζεηο Αληνρή ζηηο θαηξηθέο ζπλζήθεο Τπεξηώδεο αθηηλνβνιία Δπίδξαζε ηνπ θαηλνκέλνπ corona Πξόθιεζε δεκηώλ ζε κέξε ηνπ κνλσηήξα πνπ δελ έρνπλ ζρέζε κε ηελ γήξαλζε Ηιεθηξηθή ζπκπεξηθνξά θεξακηθώλ κνλσηήξσλ ζε πξαγκαηηθέο ζπλζήθεο ξύπαλζεο θαη πγξαζίαο Απνηέιεζκα ηεο επίδξαζεο ησλ εθθελώζεσλ corona ζε κε θεξακηθνύο κνλσηήξεο από ζηιηθνλνύρν θανπηζνύθ Τπνβάζκηζε ζπλζεηηθώλ κνλσηήξσλ ιόγσ θαηξηθώλ ζπλζεθώλ θαη ηξόπνη βειηίσζεο ηεο απόδνζεο θαη ηεο δηάξθεηαο δσήο Δθηίκεζε ηεο δηάξθεηαο δσήο ελόο ζπλζεηηθνύ κνλσηήξα Κξηηήξηα ηέινπο δηάξθεηαο δσήο πνιπκεξώλ κνλσηήξσλ πληειεζηέο απόδνζεο ζπλζεηηθώλ κνλσηήξσλ 89 Κεθάλαιο 4: Σετνικές θαζμαηοζκοπικών μεηρήζεων. Δρμηνεία θαζμάηων ζηην σπέρσθρη θαζμαηοζκοπία Φαζκαηνθσηόκεηξα ππέξπζξεο θαζκαηνζθνπίαο Σν ζύζηεκα δηπιήο δέζκεο θσηόο ζηα θαζκαηνθσηόκεηξα 92

9 4.3. πλζήθεο γηα ηε ζάξσζε θαη θαηαγξαθή θαζκάησλ IR Παξαζθεπή δεηγκάησλ γηα θάζκαηα IR Πνζνηηθή αλάιπζε κε ππέξπζξε θαζκαηνζθνπία Φαζκαηνζθνπία ππεξύζξνπ κε κεηαζρεκαηηζκό Fourier Δξκελεία θαζκάησλ ππέξπζξεο θαζκαηνζθνπίαο Φάζκαηα ππέξπζξεο θαζκαηνζθνπίαο νξηζκέλσλ νκάδσλ νξγαληθώλ ελώζεσλ Αιθάληα Αιθέληα Αιθίληα Αξσκαηηθνί πδξνγνλάλζξαθεο Δλώζεηο κε θαξβνλπιηθή νκάδα Αηζέξεο Αιθνόιεο (ROH) θαη θαηλόιεο (C6H5OH) Ακίλεο, ακίδηα, ληηξίιηα νμέσλ θαη αξσκαηηθά ακηλνμέα (RNH2, CΟNH2, C N, ΦNH2) Ακηλνμέα θαη άιαηά ηνπο 115 Κεθάλαιο 5: Ανάλσζη θαζμάηων μεηά από ηεζη πολλαπλών ενηάζεων Υαξαθηεξηζκόο πιηθώλ Αλάιπζε FTIR EPSB HV δείγκα Αλάιπζε ηεο δηάβξσζεο θξεηηδηθήο κνξθήο Γείγκα SIR- HV SEM (Scanning Electron Microscopy) πδήηεζε πκπεξάζκαηα 129 Βιβλιογραθία 130

10

11 Κεφάλαιο 1 Δηζαγσγή 1.1 Γεληθά Οζ ιμκςηήνεξ είκαζ δζαηάλεζξ πμο πνδζζιμπμζμφκηαζ βζα ηδκ απμιυκςζδ ηςκ δθεηηνμθυνςκ ζημζπείςκ ιζαξ δθεηηνζηήξ εβηαηάζηαζδξ απυ ηα ιδ δθεηηνμθυνα [1] ηαζ πνδζζιμπμζμφκηαζ ςξ επί ημ πθείζημκ ζηα δίηηοα ιεηαθμνάξ δθεηηνζηήξ εκένβεζαξ. Ζ ζπεδίαζδ ηδξ βεςιεηνίαξ, ημ οθζηυ ηαηαζηεοήξ ηςκ ιμκςηήνςκ, μ ηυπμξ ηδξ πνδζζιμπμίδζήξ ημοξ ηαζ ημ ηυζημξ παίγμοκ ηαεμνζζηζηυ νυθμ ζηδκ ηεθζηή επζθμβή ηςκ ιμκςηήνςκ ακάθμβα ιε ημ πεδίμ εθανιμβήξ ημοξ. 1.2 Ιζηνξηθή αλαδξνκή Οζ πνχημζ ιμκςηήνεξ πνμκμθμβμφκηαζ απυ ημ έημξ 1835 ζηα δίηηοα ηδθεβνάθςκ. Σμ έημξ 1882 πνδζζιμπμζμφκηαζ ζε δίηηομ ιεηαθμνάξ δθεηηνζηήξ εκένβεζαξ υηακ ηέεδηε ζε θεζημονβία δ πνχηδ βναιιή ιεηαθμνάξ δθεηηνζηήξ εκένβεζαξ ζοκεπμφξ ηάζδξ (1343V) πμο ζοκέδεε ημ Miesbach ιε ημ Μυκαπμ [2, 3]. Απυ ηυηε μζ ιμκςηήνεξ ηνμπμπμζμφκηαζ ςξ πνμξ ηα οθζηά ηαηαζηεοήξ ημοξ, ημ ζπήια ημοξ, ηδκ ακάβηδ εθανιμβήξ ορδθυηενςκ ηάζεςκ, ηδ αεθηίςζδ ηδξ απυδμζήξ ημοξ ζε ζοκεήηεξ νφπακζδξ (πήια 1.1). Ακαπηφπεδηακ μζ δζζημεζδείξ ιμκςηήνεξ ζημοξ οπμζηαειμφξ ηαζ ζηζξ εκαένζεξ βναιιέξ ιεηαθμνάξ. Λίβμ πνζκ ημ 1962 δζαπζζηχεδηε υηζ δ απυδμζδ ηςκ ιμκςηήνςκ ιπμνεί κα πνμαθεθεεί απυ ενβαζηδνζαηέξ δμηζιέξ ηαζ έηζζ δ βεςιεηνία ηαζ μ υβημξ ημοξ είκαζ δοκαηυ κα ελεηαζημφκ επζζηδιμκζηά. Ζ ζδιακηζηυηενδ δμηζιή ήηακ δ δμηζιή θεζημονβίαξ ζε πενζαάθθμκ μιίπθδξ ηαζ αθάηςκ αάζεζ ηδξ μπμίαξ απμννίθεδηακ ανηεηά πανάδμλα ζπήιαηα ιμκςηήνςκ. Ζ ζοβηεηνζιέκδ δμηζιή ηοπμπμζήεδηε ημ 1975 ιε ημ πνυηοπμ IEC 507, ηαηυπζκ ιαηνμπνυκζαξ ένεοκαξ [4]. 1

12 ρήκα 1.1: Υνμκμθμβζηή ηαηάηαλδ ηςκ ηακυκςκ ζπεδζαζιμφ ηςκ ιμκςηήνςκ ιε ζηυπμ ηδκ απμθοβή εκαπυεεζδξ νφπακζδξ [5]. 2

13 Οζ πνχημζ ιμκςηήνεξ απυ πμθοιενέξ οθζηυ ηαζ ζοβηεηνζιέκα απυ επμλζηή νδηίκδ [6] ηαηαζηεοάζηδηακ βζα εβηαηάζηαζδ ζε ελςηενζηυ πενζαάθθμκ ιεηά ημ 1960 ζηζξ Ζκςιέκεξ Πμθζηείεξ, αθθά αζηυπδζακ ζε ζφκημιμ πνμκζηυ δζάζηδια. Λίβα πνυκζα ανβυηενα μζ ηαηαζηεοαζηέξ εζζήβαβακ ζε βεκζηέξ βναιιέξ ηδ ιμνθή πμο πανμοζζάγμοκ ζήιενα μζ πμθοιενείξ ιμκςηήνεξ. Με ηδκ ένεοκα ζήιενα βίκμκηαζ πνμζπάεεζεξ κα επζθοεμφκ πνμαθήιαηα αλζμπζζηίαξ χζηε κα ηαθοθεμφκ επζηοπχξ μζ απαζηήζεζξ ιεηαθμνάξ ορδθήξ ή οπενορδθήξ ηάζδξ ηαεχξ ηαζ ζοκεπμφξ ηάζδξ 1.3 Βαζηθνί νξηζκνί Μμκςηζηά οθζηά ή δζδθεηηνζηά: Δίκαζ ηα οθζηά ζηα μπμία υθμζ μζ θμνείξ (δθεηηνυκζα) είκαζ πθήνςξ ηαζ ζηαεενά δεζιεοιέκα ζηα άημια ημο ηνοζηαθθζημφ πθέβιαημξ ηαζ ιζα ζοκδεζζιέκδ πνμζθμνά εκένβεζαξ δεκ ιπμνεί κα δδιζμονβήζεζ εθεφεενα δθεηηνυκζα.. οκεπχξ ηα οθζηά αοηά δεκ είκαζ αβςβμί ημο δθεηηνζημφ νεφιαημξ [7]. Μμκςηήνεξ δζηηφςκ ιεηαθμνάξ ηαζ δζακμιήξ δθεηηνζηήξ εκένβεζαξ: Δίκαζ ελανηήιαηα ηςκ βναιιχκ ιεηαθμνάξ, απμηεθμφιεκα ηονίςξ απυ ιμκςηζηυ οθζηυ, ηα μπμία πνδζζιμπμζμφκηαζ βζα κα ζηδνίγμοκ, κα δζαπςνίγμοκ ή κα ειπενζέπμοκ αβςβμφξ ηάζδξ. Μήημξ ενποζιμφ (L): Δίκαζ δ ζοκημιυηενδ δζαδνμιή επί ηδξ επζθακείαξ ημο ιμκςηήνα ακάιεζα ζε δφμ ιεηαθθζηά άηνα ημο (ιήημξ ηδξ ελςηενζηήξ διζπενζιέηνμο ημο ιμκςηζημφ οθζημφ ζε επίπεδμ ημιήξ δζενπυιεκμ απυ ημκ άλμκα ζοιιεηνίαξ ημο ιμκςηήνα [1]. Δζδζηυ ιήημξ ενποζιμφ (Ls): Δίκαζ ημ μθζηυ ιήημξ ενποζιμφ εκυξ ιμκςηήνα δζαζνειέκμ ιε ημ βζκυιεκμ ηδξ rms ηζιήξ ηδξ ηάζδξ επί 3. οκήεςξ εηθνάγεηαζ ζε mm/kv [8]. οκηεθεζηήξ ιμνθήξ (F): Καεμνίγεηαζ απυ ηζξ δζαζηάζεζξ ημο ιμκςηήνα. Πνμηεζιέκμο κα πνμζδζμνζζηεί βναθζηά, ζπεδζάγεηαζ δ ακηίζηνμθδ ηζιή ηδξ πενζθένεζαξ ημο ιμκςηήνα (1/p) ζοκανηήζεζ ημο ιενζημφ ιήημοξ ενποζιμφ (l) οπμθμβζγυιεκμ απυ ημ ηέθμξ ημο ιμκςηήνα ιέπνζ ημ ιεηνμφιεκμ ζδιείμ. Ο ζοκηεθεζηήξ ιμνθήξ δίκεηαζ απυ ημ ειααδυκ ηάης απυ ηδ ζπδιαηζγυιεκδ ηαιπφθδ ηαζ οπμθμβίγεηαζ απυ ηδ ζπέζδ [8]: L dl pl () 0 F (1.1) 3

14 [9]: Ακ D(l) είκαζ δ δζάιεηνμξ ημο ιμκςηήνα, ηυηε δ ζπέζδ 1.1 ηνμπμπμζείηαζ ςξ ελήξ F L dl * Dl ( ) 0 (1.2) Αθιονυηδηα: Ζ ζοβηέκηνςζδ άθαημξ ζε δζάθοια πνμενπυιεκμ απυ κενυ ανφζδξ, εηθναζιέκμ ζε πμζυηδηα άθαημξ δζαζνειέκδ ιε ημκ υβημ ημο δζαθφιαημξ. οκήεςξ εηθνάγεηαζ ζε kg/m3 [8]. ηνχια νφπακζδξ: Δίκαζ έκα αβχβζιμ δθεηηνμθοηζηυ ζηνχια ζηδκ επζθάκεζα ημο ιμκςηήνα, ημ μπμίμ απμηεθείηαζ απυ άθαηα ηαζ αδνακή οθζηά [8]. Αβςβζιυηδηα ζηνχιαημξ: Ζ αβςβζιυηδηα ημο ζηνχιαημξ νφπακζδξ πμθθαπθαζζαζιέκδ ιε ημκ ζοκηεθεζηή ιμνθήξ. οκήεςξ εηθνάγεηαζ ζε ιs [8]. Ποηκυηδηα επζηάεζζδξ άθαημξ (salt deposit density SDD): Ζ πμζυηδηα άθαημξ πμο εκαπμηίεεηαζ ζε δεδμιέκδ επζθάκεζα ημο ιμκςηήνα (ιεηαθθζηά ιένδ ηαζ οθζηά ζφκδεζδξ δεκ πνέπεζ κα ζοιπενζθαιαάκμκηαζ ζε αοηή ηδκ επζθάκεζα) δζαζνειέκδ ιε ημ ειααδυκ ηδξ επζθάκεζαξ. οκήεςξ εηθνάγεηαζ ζε mg/cm2 [8]. Ηζμδφκαιδ ποηκυηδηα επζηάεζζδξ άθαημξ (equivalent salt deposit density ESDD): Δίκαζ δ ζζμδφκαιδ πμζυηδηα εκαπμεέιαημξ ζε mg NaCl ακά cm2 ζηδκ επζθάκεζα εκυξ ιμκςηήνα, δ μπμία έπεζ δθεηηνζηή αβςβζιυηδηα ίζδ ιε ημ πναβιαηζηυ εκαπυεεια δζαθοιέκμ ζηδκ ίδζα πμζυηδηα κενμφ [10]. Γζαανελζιυηδηα (wettability): Δίκαζ δ ζηακυηδηα ιίαξ επζθάκεζαξ κα οβνακεεί απυ έκα οβνυ (π.π. κενυ) [11]. Τδνμθμαζηυηδηα: Υαναηηδνίγεζ ιία επζθάκεζα ιε παιδθυ ααειυ δζαανελζιυηδηαξ. Μία οδνυθμαδ επζθάκεζα έπεζ παιδθή επζθακεζαηή ηάζδ ιε απμηέθεζια κα απςεεί ημ κενυ [11]. Τδνμθζθζηυηδηα: Υαναηηδνίγεζ ιία επζθάκεζα ιε ορδθυ ααειυ δζαανελζιυηδηαξ. Μία οδνυθζθδ επζθάκεζα έπεζ ορδθή επζθακεζαηή ηάζδ ιε απμηέθεζια κα οβναίκεηαζ απυ ημ κενυ, ημ μπμίμ ζπδιαηίγεζ έκα θεπηυ ζηνχια πάκς ζηδκ επζθάκεζα [11]. Ηλςδμεθαζηζηή ζοιπενζθμνά πμθοιενχκ οθζηχκ: Σα πμθοιενή υηακ ανίζημκηαζ ζηδκ εθαζημιενή ηαηάζηαζδ πανμοζζάγμοκ ηάης απυ ηδκ επίδναζδ ελςηενζηχκ δοκάιεςκ ζλςδμεθαζηζηή ζοιπενζθμνά, δ μπμία είκαζ έκαξ ζοκδοαζιυξ ηδξ εθαζηζηήξ ζοιπενζθμνάξ ηςκ ζηενεχκ ζςιάηςκ ηαζ ηδξ κεοηχκεζαξ ζοιπενζθμνάξ ηςκ νεοζηχκ. Ζ βκχζδ ηδξ ζλςδμεθαζηζηήξ ζοιπενζθμνάξ ηαζ βεκζηυηενα ηδξ ιδπακζηήξ ζοιπενζθμνάξ ηςκ πμθοιενχκ πανμοζζάγεζ ιεβάθμ εκδζαθένμκ ηονίςξ βζα ημοξ παναηάης θυβμοξ: 4

15 α) Καηά ηδ δζάνηεζα ηδξ παναβςβζηήξ δζαδζηαζίαξ εκυξ πνμσυκημξ απυ πμθοιενζηυ οθζηυ, αοηυ ζοκήεςξ δέπεηαζ ηδκ επίδναζδ ελςηενζηχκ δοκάιεςκ (π.π. εθεθηοζηζηχκ βζα ηδκ παναβςβή ζκχκ ή εθζπηζηχκ βζα ηδκ παναβςβή δζαθυνςκ πθαζηζηχκ ακηζηεζιέκςκ ιε ζοιπίεζδ). Ακ βκςνίγμοιε ηδ ζοιπενζθμνά ημο πμθοιενμφξ, είκαζ δοκαηή δ νφειζζδ ηςκ ζοκεδηχκ (εενιμηναζία, πνυκμξ, πίεζδ η.α.) χζηε κα απμθεφβεηαζ δ ειθάκζζδ εθαηηςιάηςκ ζημ ηεθζηυ πνμσυκ. Δπίζδξ είκαζ δοκαηή δ νφειζζδ δζαθυνςκ παναιέηνςκ πμο επδνεάγμοκ ηδκ παναβςβζηή δζαδζηαζία ημο πνμσυκημξ, υπςξ π.π.: απαζημφιεκμ ιέβεεμξ εβηαηάζηαζδξ, ηαηακάθςζδ εκένβεζαξ, ιε ζηυπμ ηδ ιείςζδ ημο ηυζημοξ παναβςβήξ [12]. α) Σμ πνμσυκ πμο εα παναπεεί ζοκήεςξ δέπεηαζ ηδκ επίδναζδ ελςηενζηχκ δοκάιεςκ ηαηά ηδ πνδζζιμπμίδζδ ημο. Ακ θμζπυκ βκςνίγμοιε ηδ ιδπακζηή ζοιπενζθμνά ηςκ πμθοιενχκ βίκεηαζ ζςζηυηενδ επζθμβή ημο πζμ ηαηάθθδθμο, χζηε κα ζηακμπμζμφκηαζ ηαθφηενα μζ απαζηήζεζξ ηςκ ζδζμηήηςκ πμο πνέπεζ κα έπεζ ημ ηεθζηυ πνμσυκ. ε πμθθέξ εθανιμβέξ απαζημφκηαζ πμθοιενή πμο δεκ παναιμνθχκμκηαζ εφημθα ηαζ πανμοζζάγμοκ ζηαεενυηδηα δζαζηάζεςκ υηακ ανεεμφκ ηάης απυ ηδ ιαηνυπνμκδ επίδναζδ ελςηενζηχκ δοκάιεςκ. Σα πμθοιενή βεκζηά ηάης απυ ζοκεήηεξ ιδπακζηήξ θυνηζζδξ ζοιπενζθένμκηαζ ςξ: α) Δθαζηζηά ζηενεά α) Ηλςδμεθαζηζηά β) Ρεοζηά Χξ εθαζηζηά ζηενεά ζοιπενζθένμκηαζ υηακ ανίζημκηαζ ζε εενιμηναζίεξ πμο είκαζ ηάης απυ ηδ εενιμηναζία Tg (εενιμηναζία οαθχδμοξ ηαηάζηαζδξ) ζηδκ πενίπηςζδ ηςκ άιμνθςκ ηαζ διζηνοζηαθθζηχκ πμθοιενχκ (οαθχδδξ ηαηάζηαζδ), ή ηάης απυ ηδ εενιμηναζία Tm (εενιμηναζία ζδιείμο ηήλδξ) ζηδκ πενίπηςζδ ηςκ ηνοζηαθθζηχκ. ηδκ πενζμπή αοηή ηςκ εενιμηναζζχκ, υπμο παναηδνμφκηαζ ιυκμ δμκήζεζξ ηςκ μιμζμπμθζηχκ δεζιχκ ηςκ ιαηνμιμνίςκ δ επίδναζδ ελςηενζηχκ δοκάιεςκ πνμηαθεί εθαζηζηέξ παναιμνθχζεζξ (επζιήηοκζδ, ηάιρδ) ηςκ δεζιχκ, ιε απμηέθεζια ημ πμθοιενέξ κα ζοιπενζθένεηαζ υπςξ έκα εθαηήνζμ [12]. έκα εθαηήνζμ εάκ εθανιμζηεί ιία δφκαιδ F εα πνμηαθέζεζ ιία εθαζηζηή παναιυνθςζδ ςξ απμηέθεζια ημο εθεθηοζιμφ. Σμ ιέβεεμξ ηδξ παναιυνθςζδξ είκαζ ακάθμβμ πνμξ ηδκ ηάζδ πμο εθανιυγεηαζ, υπςξ μνίγεηαζ απυ ημ κυιμ ημο Hooke (κυιμξ εθαζηζηχκ ζηενεχκ): ζ = Δ β (1.3) υπμο ζ είκαζ δ ηάζδ πμο εθανιυγεηαζ (Γφκαιδ / Δπζθάκεζα S), Δ είκαζ ημ ιέηνμ εθαζηζηυηδηαξ ζε εθεθηοζιυ ή ιέηνμ ημο Young, ηαζ β είκαζ δ ακδβιέκδ επζιήηοκζδ ημο εθαηδνίμο (Γl/lo), υπμο Γl δ επζιήηοκζδ ηαζ lo ημ ιήημξ ημο εθαηδνίμο ζηδκ ηαηάζηαζδ ζζμννμπίαξ ηαζ πνζκ ηδκ εθανιμβή ηδξ ζηαεενήξ δφκαιδξ F.Όηακ απμιαηνοκεεί δ ελςηενζηή δφκαιδ, ημ εθαηήνζμ επακένπεηαζ αηνζαχξ ζηδκ ανπζηή ημο εέζδ (εθαζηζηή ζοιπενζθμνά). ηδκ πενίπηςζδ ηςκ πμθοιενχκ ηάης απυ ηδκ επίδναζδ ιζαξ ζηαεενήξ ηάζδξ αοηά πανμοζζάγμοκ ιζα μνζζιέκδ εθαζηζηή 5

16 παναιυνθςζδ ακελάνηδηδ απυ ημ πνυκμ δ μπμία ελαθακίγεηαζ υηακ πάρεζ κα επεκενβεί δ δφκαιδ. Χξ ζλςδμεθαζηζηά ζοιπενζθένμκηαζ ηα άιμνθα ηαζ διζηνοζηαθθζηά πμθοιενή υηακ ανίζημκηαζ ζηδκ εθαζημιενή ηαηάζηαζδ, δδθαδή ζε εενιμηναζίεξ ιεηαλφ Tg ηαζ Tf, ή Tg ηαζ Tm ακηίζημζπα. Ζ ζλςδμεθαζηζηή ζοιπενζθμνά, δ μπμία πνέπεζ κα ζδιεζςεεί υηζ παναηδνείηαζ ιυκμ ζηα πμθοιενή, είκαζ έκαξ ανηεηά πμθφπθμημξ ζοκδοαζιυξ ηδξ ιδπακζηήξ ζοιπενζθμνάξ ηςκ εθαζηζηχκ ζηενχκ ηαζ ηςκ κεοηχκεζςκ νεοζηχκ. Χξ νεοζηά ηέθμξ ηα πμθοιενή ζοιπενζθένμκηαζ υηακ ανίζημκηαζ ζηδκ ζλχδδ ηαηάζηαζδ, ζε εενιμηναζίεξ δδθαδή πάκς απυ ηδ εενιμηναζία νμήξ Tf ή ημ ζδιείμ ηήλδξ Tm ηαζ ηάης απυ ηδκ επίδναζδ ελςηενζηήξ δφκαιδξ είηε αημθμοεμφκ ημ κυιμ ημο Νεφηςκα (Νεοηχκεζα νεοζηά) ή απμηθίκμοκ απ αοηυκ (ιδ Νεοηχκεζα νεοζηά). ηδκ πνχηδ πενίπηςζδ δ επίδναζδ ζηαεενήξ δζαηιδηζηήξ ηάζδξ πνμηαθεί ιδ ακηζζηνεπηή παναιυνθςζδ ημο νεοζημφ (νμή) υπςξ μνίγεηαζ απυ ηδ ζπέζδ: ζ=nβ (κυιμξ ημο Νεφηςκα) (1.4) υπμο ζ είκαζ δ δζαηιδηζηή ηάζδ, n είκαζ ημ ζλχδεξ, β μ νοειυξ δζάηιδζδξ. Δδχ, ζε ακηίεεζδ [12] ιε ηα εθαζηζηά ζηενεά, δ ηάζδ πμο εθανιυγεηαζ είκαζ ακάθμβδ ημο πνυκμο θυνηζζδξ ζ = n β t (1.5) Ταθχδδξ ηαηάζηαζδ (Σ<Σg ή Tm): Χξ εθαζηζηά ζηενεά ζοιπενζθένμκηαζ ηα πμθοιενή υηακ ανίζημκηαζ ζε εενιμηναζίεξ πμο είκαζ ηάης απυ ηδ εενιμηναζία οαθχδμοξ ηαηάζηαζδξ Σg ζηδκ πενίπηςζδ ηςκ άιμνθςκ ηαζ διζηνοζηαθθζηχκ πμθοιενχκ, ή ηάης απυ ηδ εενιμηναζία ημο ζδιείμο ηήλδξ Tm ζηδκ πενίπηςζδ ηςκ ηνοζηαθθζηχκ [12]. Δθαζημιενήξ ηαηάζηαζδ (Tg<T<Tg+30 C ηαζ Tg+30 C<T<Tf ή Tm): Χξ ζλςδμεθαζηζηά ζοιπενζθένμκηαζ ηα άιμνθα ηαζ διζηνοζηαθθζηά πμθοιενή υηακ ανίζημκηαζ ζηδκ εθαζημιενή ηαηάζηαζδ, δδθαδή ζε εενιμηναζίεξ ιεηαλφ Tg ηαζ εενιμηναζίαξ νμήξ Σf, ή Tg ηαζ ζδιείμο ηήλδξ Σm ακηίζημζπα. Ζ ζλςδμεθαζηζηή ζοιπενζθμνά, δ μπμία πνέπεζ κα ζδιεζςεεί υηζ παναηδνείηαζ ιυκμ ζηα πμθοιενή, είκαζ έκαξ ανηεηά πμθφπθμημξ ζοκδοαζιυξ ηδξ ιδπακζηήξ ζοιπενζθμνάξ ηςκ εθαζηζηχκ ζηενεχκ ηαζ ηςκ κεοηχκεζςκ νεοζηχκ [12]. Ηλχδδξ ηαηάζηαζδ (T>Σf ή Σm): Χξ νεοζηά ζοιπενζθένμκηαζ ηα πμθοιενή υηακ ανίζημκηαζ ζηδκ ζλχδδ ηαηάζηαζδ, ζε εενιμηναζίεξ δδθαδή πάκς απυ ηδ εενιμηναζία νμήξ Tf ή ημ ζδιείμ ηήλδξ Tm ηαζ ηάης απυ ηδκ επίδναζδ ελςηενζηήξ δφκαιδξ είηε αημθμοεμφκ ημ κυιμ ημο Νεφηςκα (Νεοηχκεζα νεοζηά) ή απμηθίκμοκ απυ αοηυκ (ιδ Νεοηχκεζα νεοζηά) [12]. 6

17 Δθαζημιενή: Δθαζημιενή ή εθαζηζηά είκαζ ηα πμθοιενή εηείκα πμο ιε ηδκ εθανιμβή ιζηνήξ εθεθηοζηζηήξ δφκαιδξ, δίκμοκ ιεβάθδ ζπεηζηά ακηζζηνεπηή παναιυνθςζδ. Ζ παναιυνθςζδ αοηή (έηηαζδ) ηοιαίκεηαζ ζοκήεςξ απυ % ηαζ ιενζηέξ θμνέξ θεάκεζ ζημ 1000%. Οζ υνμζ εθαζημιενέξ (elastomer) ηαζ εθαζηζηυ (rubber) πνδζζιμπμζμφκηαζ ζήιενα πςνίξ ηαιία δζάηνζζδ. Γε εα πνέπεζ υιςξ κα ζοβπέμκηαζ ηα εθαζημιενή ιε ηα εθαζηζηά ζηενεά. (κυιμξ ημο Hooke) [12].Έκα πμθοιενέξ βζα κα ζοιπενζθενεεί ςξ εθαζημιενέξ εα πνέπεζ κα ανεεεί ζε ιζα εενιμηναζία ηέημζα πμο κα ηείηεηαζ ιεηαλφ ηδξ εενιμηναζίαξ Tg ηαζ Tm. Θα πνέπεζ ημ πμθοιενέξ κα έπεζ παιδθή εενιμηναζία Tg, παιδθυηενδ απυ ηδ εενιμηναζία ημο πενζαάθθμκημξ, χζηε ζηδ εενιμηναζία πενζαάθθμκημξ κα ζοιπενζθένεηαζ ςξ εθαζημιενέξ εκχ ζοβπνυκςξ δ πανμοζία ζηδ δμιή ζηαονμδεζιχκ κα ιδκ επζηνέπμοκ ηδκ μθίζεδζδ ηςκ ιαηνμιμνίςκ ηαηά ηδ ιαηνυπνμκδ εθανιμβή ιζαξ ηάζδξ [12]. οκδεηζηυ Μέζμ: Δίκαζ εκχζεζξ πμο ημ ιυνζυ ημοξ δζαεέηεζ δφμ δναζηζηά άηνα ιε ηα μπμία ιπμνμφκ κα ζοκδεεμφκ ζηαεενά δφμ ηεθείςξ δζαθμνεηζηά οθζηά, υπςξ βζα πανάδεζβια, ημ πθδνςηζηυ ή εκζζποηζηυ ιέζμ ιε ημ πμθοιενέξ [12]. Πθδνςηζηά οθζηά: Χξ πθδνςηζηά οθζηά παναηηδνίγμκηαζ ηα αδνακή εηείκα οθζηά, ακυνβακα ηαζ μνβακζηά, πμο υηακ πνμζεέημκηαζ ζ έκα πμθοιενέξ αολάκμοκ ηδκ ακημπή ηαζ ιεζχκμοκ ημ ηυζημξ παναβςβήξ. Σα ακυνβακα πθδνςηζηά οθζηά πνμηζιμφκηαζ ζε ζπέζδ ιε ηα μνβακζηά, υηακ επζδζχηεηαζ δ αεθηίςζδ ηδξ ακηίζηαζδξ ζηδ εένιακζδ, ηδκ οβναζία, ημκ δθεηηνζζιυ ηαζ ηα πδιζηά ακηζδναζηήνζα. Δπίζδξ πνμζδίδμοκ ζημ ηεθζηυ πνμσυκ ζηαεενυηδηα δζαζηάζεςκ. Δκζςιαηχκμκηαζ ζημ πμθοιενέξ βζα ηδ ιείςζδ ηδξ ποηκυηδηαξ ιε ζοκέπεζα ηδ ιείςζδ ημο ηυζημοξ ημο ηεθζημφ πνμσυκημξ [12]. Δκζζποηζηά Μέζα: Δκζζποηζηά ιέζα είκαζ ηα οθζηά πμο πνμζεέημκηαζ ζηα πμθοιενή απμηθεζζηζηά βζα ηδ αεθηίςζδ ηςκ ιδπακζηχκ ζδζμηήηςκ [12]. ηαεενμπμζδηέξ: Σα πμθοιενή ηάης απυ ηδκ επίδναζδ ημο αηιμζθαζνζημφ μλοβυκμο, ηδξ εενιυηδηαξ, ημο δθζαημφ θςηυξ ή ελςηενζηχκ δζαηιδηζηχκ δοκάιεςκ απμζημδμιμφκηαζ. Γζα κα απμθεοπεεί δ απμζημδυιδζδ αοηή πνδζζιμπμζμφκηαζ μνζζιέκα πνυζεεηα πμο μκμιάγμκηαζ βεκζηά ζηαεενμπμζδηέξ. Οζ ζηαεενμπμζδηέξ ακάθμβα ιε ημκ ηνυπμ δνάζδξ ημοξ δζαηνίκμκηαζ ζε βεκζηέξ βναιιέξ ζε ηνεζξ ηαηδβμνίεξ: ακηζμλεζδςηζηά, απμννμθδηέξ οπενζχδμοξ αηηζκμαμθίαξ ηαζ πνυζεεηα βζα ηδκ πνμζηαζία απυ ηδ εενιυηδηα [12]. Πθαζηζημπμζδηέξ: Δίκαζ εκχζεζξ ζηενεέξ ή οβνέξ, μζ μπμίεξ υηακ πνμζεέημκηαζ ζε ζηθδνά πμθοιενή ηα ιεηαηνέπμοκ ζε εφηαιπηα ιαθαηά ηαζ αηαηένβαζηα. Ζ δνάζδ ημοξ μθείθεηαζ ζηδ ιείςζδ ηςκ δζαιμνζαηχκ δοκάιεςκ πμο οπάνπμοκ ιεηαλφ ηςκ ιαηνμιμνίςκ, ιε απμηέθεζια ηδκ αφλδζδ ηδξ εοηαιρίαξ ηαζ ηδ ιείςζδ ηδξ εενιμηναζίαξ Tg ηαζ Tf ημο πμθοιενμφξ, χζηε ζηδ εενιμηναζία ημο πενζαάθθμκημξ ημ πμθοιενέξ κα ανίζηεηαζ πενίπμο ζηδκ εθαζημιενή ηαηάζηαζδ [12]. 7

18 Άθθα πνυζεεηα: Δπζαναδοκηέξ ηαφζδξ (αθμβμκμφπεξ ηονίςξ εκχζεζξ πμο πνμζηαηεφμοκ ηα πμθοιενή απυ ηδ θςηζά), ακηζζηαηζηά (οβνμζημπζηέξ εκχζεζξ πμο απμννμθμφκ ηδκ αηιμζθαζνζηή οβναζία ηαζ δδιζμονβμφκ έκα θεπηυ ζηνχια κενμφ πμο ελμοδεηενχκεζ ημ ζηαηζηυ δθεηηνζζιυ), πνςζηζηέξ (πζβιέκηα ακυνβακα ή μνβακζηά ιε ηα μπμία επζηοβπάκεηαζ δ εφημθδ ααθή ηςκ πμθοιενχκ πμο βίκεηαζ ζ υθδ ηδ ιάγα ημοξ), ζοκηδνδηζηά (εκχζεζξ πνμζηαηεοηζηέξ ηςκ επζηαθοπηζηχκ απυ ιζηνμμνβακζζιμφξ) [12]. Βμοθηακζζιυξ: Απμηεθεί ζοκήεςξ ημ ηεθεοηαίμ ζηάδζμ παναβςβήξ εκυξ πμθοιενμφξ οθζημφ ιαγί ιε ηδ ιμνθμπμίδζδ ημο. Με ημ αμοθηακζζιυ (δδιζμονβία ζηαονμδεζιχκ ιεηαλφ βναιιζηχκ ιμνίςκ, ζοκήεςξ ζε πμζμζηυ 1:100 επακαθαιαακυιεκεξ ιμκάδεξ) αεθηζχκεηαζ δ ιδπακζηή ακημπή ηαζ δ εθαζηζηυηδηα ηαζ δζεονφκεηαζ επίζδξ δ πενζμπή εενιμηναζζχκ πμο δζαηδνείηαζ δ εθαζηζηυηδηα, εκχ ιεζχκεηαζ δ εοαζζεδζία ζημοξ δζαθφηεξ [12]. EPDM (Ethylene Propylene Diene Monomer): Ο ηφπμξ ηςκ αηυνεζηςκ ηνζπμθοιενχκ αζεοθεκίμο - πνμποθεκίμο - δζεκίμο (EPDM) ιε ημκ μπμίμ πανάβμκηαζ ηαζ πνμζθένμκηαζ ζημ ειπυνζμ ηα εθαζηζηά αζεοθεκίμο - πνμποθεκίμο βκςζηά ηαζ ςξ πμθομθεθζκζηά εθαζηζηά [12]. 1.4 Τιηθά ησλ κνλσηήξσλ Σα ηνία ααζζηά ιένδ ηςκ ιμκςηήνςκ είκαζ ημ δζδθεηηνζηυ (πμνζεθάκδ, βοαθί, πμθοιενέξ οθζηυ), μζ αηνμδέηηεξ, πμο ζοκδέμοκ ημ δζδθεηηνζηυ ιε ηδκ οπυθμζπδ ιδπακμθμβζηή δμιή, ηαζ ηα εκδζάιεζα οθζηά ζημ εζςηενζηυ ημο ιμκςηήνα, υπςξ ηζζιέκημ ή θζπακηζηά [1, 2] Κεξακηθά πιηθά Σμ ζοπκυηενα πνδζζιμπμζμφιεκμ ιμκςηζηυ ζηζξ δζαηάλεζξ ηςκ ιμκςηήνςκ είκαζ απυ ηεναιζηά οθζηά (πμνζεθάκδ ή βοαθί). Σμ SiO 2 είκαζ ζηενευ ηαζ ηήηεηαζ ζε ορδθή εενιμηναζία (1700 C). ηα ηεναιζηά οθζηά ηάεε άημιμ Si εκχκεηαζ ιε ζζπονμφξ μιμζμπμθζημφξ δεζιμφξ ιε ηέζζενα άημια μλοβυκμο. Σα άημια αοηά ημο μλοβυκμο είκαζ ηεηναεδνζηά δζαηεηαβιέκα βφνς απυ ηάεε άημιμ Si ηαζ ηάεε άημιμ μλοβυκμο εκχκεηαζ, επζπθέμκ, ιε δφμ άημια Si ιε μιμζμπμθζηυ, επίζδξ δεζιυ. Ζ δζάηαλδ αοηή ηςκ δεζιχκ, επεηηείκεηαζ πνμξ υθεξ ηζξ ηαηεοεφκζεζξ ζημ πθέβια ημο SiO 2, ιε απμηέθεζια ημ οθζηυ κα έπεζ ιεβάθδ ζηθδνυηδηα, ορδθυ ζδιείμ ηήλεςξ, ηαηή αβςβζιυηδηα ηαζ εθάπζζηδ δζαθοηυηδηα [13]. Σμ ζπδιαηζγυιεκμ οθζηυ είκαζ είηε έκα ηνοζηαθθζηυ μνοηηυ, μ παθαγίαξ, δ δμιή ημο μπμίμο ελανηάηαζ απυ ηδ εενιμηναζία ηαζ απμηεθείηαζ απυ ηακμκζηά ηεηνάεδνα Si-O, ή ιζα άιμνθδ ηαηάζηαζδ, πμο είκαζ βκςζηή ιε ηδκ μκμιαζία fuzed silica. Όηακ πνμζηεεμφκ ηαζ άθθα ζημζπεία ζηζξ δφμ δμιέξ πμο πνμακαθένεδηακ, δδιζμονβείηαζ έκαξ ιεβάθμξ ανζειυξ πονζηζηχκ 8

19 αθάηςκ, ηνοζηαθθζηήξ ή άιμνθδξ δμιήξ. Ζ πμνζεθάκδ απμηεθείηαζ απυ έκα οαθχδεξ πθέβια (άιμνθδ δμιή) πμο πενζθαιαάκεζ ηνοζηάθθμοξ δζαθμνεηζηχκ εζδχκ ηαζ ηυηημοξ απυ ηα ανπζηά ζοζηαηζηά ηςκ μνοηηχκ, μνζζιέκα απυ ηα μπμία έπμοκ δζαθοεεί ιενζηχξ. Σμ βοαθί, ζηδκ ζδακζηή πενίπηςζδ, είκαζ έκα ιίβια πονζηζηχκ αθάηςκ οαθχδμοξ ιμνθήξ πςνίξ πνμζιείλεζξ ηαζ αηαεανζίεξ. ηδκ πνάλδ υιςξ, πάκηα ειπενζέπμκηαζ παβζδεοιέκεξ θοζαθίδεξ αενίςκ ηαζ εναφζιαηα απυ πονίιαπμ οθζηυ ηα μπμία εζζάβμοκ αηέθεζεξ ζηδ δμιή ημο οθζημφ. Οζ ιμκςηήνεξ πμνζεθάκδξ ηαηαζηεοάγμκηαζ πάκηα απυ άιμνθα οθζηά (οαθχδδξ ηαηάζηαζδ). Οζ πνχηεξ φθεξ πμο, ζοκήεςξ πνδζζιμπμζμφκηαζ βζα ηδκ παναζηεοή βοαθζμφ ζα ιμκςηζηυ οθζηυ είκαζ ημ πονίηζμ (πενίπμο ζε πμζμζηυ 57%), μ αζαεζηυθζεμξ (9%), ημ άκοδνμ ακεναηζηυ κάηνζμ (14%) η.α. [14]. Μζα ζοκήεδξ δζαδζηαζία πμο οθίζηαηαζ ημ βοαθί ζηζξ δθεηηνμθμβζηέξ εθανιμβέξ ημο ςξ ιμκςηζηυ οθζηυ είκαζ δ ζηθήνοκζδ πμο έπεζ ςξ απμηέθεζια ηδκ αφλδζδ ηδξ ιδπακζηήξ ημο ακημπήξ Πνιπκεξή πιηθά Ο άκεναηαξ εκχκεηαζ ιε άκεναηα, υπςξ επίζδξ ηαζ ιε οδνμβυκμ, μλοβυκμ ηαζ πμθθά άθθα ζημζπεία, βζα ημ ζπδιαηζζιυ αθοζίδςκ ηαζ δαηηοθίςκ πμο ιπμνμφκ κα ζοκδέμκηαζ ζηαονμεζδχξ ζε πμθφπθμηεξ δμιέξ ζπδιαηίγμκηαξ ιαηνμιυνζα. Σα ηαεανά πμθοιενή απμηεθμφκηαζ απυ έκα επακαθαιαακυιεκμ ααζζηυ είδμξ ιμνίςκ, ηαζ είκαζ απαθθαβιέκα απυ λέκεξ μοζίεξ. Αοηά, ζπάκζα πνδζζιμπμζμφκηαζ ζηδκ ηαηαζηεοή ιμκςηήνςκ, ηαεχξ δ ηαηηζηή παβημζιίςξ είκαζ κα πνδζζιμπμζμφκηαζ ζοιπμθοιενή ηαζ μνοηηά πθδνςηζηά ιέζα βζα ηδκ επίηεολδ ηςκ επζεοιδηχκ ιδπακζηχκ ηαζ δθεηηνζηχκ ζδζμηήηςκ ηςκ παναβμιέκςκ πνμσυκηςκ ύγθξηζε ηδηνηήησλ κνλσηηθώλ πιηθώλ Κεξακηθά Τιηθά Σδ ιεβάθδ πθεζμκυηδηα ηςκ ιμκχζεςκ εβηαηεζηδιέκςκ ζε ζοζηήιαηα δθεηηνζηήξ εκένβεζαξ πμο άιεζα εηηίεεκηαζ ζημ πενζαάθθμκ ζοκζζηά δ πμνζεθάκδ δ μπμία έπεζ πάκς απυ 100 πνυκζα ζζημνίαξ ζηδ πνήζδ ηδξ. Σμ οθζηυ αοηυ απέδεζλε υηζ ακείζηαηαζ ζηδκ πενζααθθμκηζηή βήνακζδ ηαζ δζηαίςξ ηάηζ ηέημζμ οπμζηδνίγεηαζ, πνδζζιμπμζείηαζ δε ζ' έκα εονφ θάζια εθανιμβχκ. Απυ ηδ θφζδ ηδξ δ πμνζεθάκδ είκαζ εοιεβέεδξ, μβηχδδξ ηαζ αανζά, ζπάεζ δε ηαηά ηδ πνήζδ, ηδ ιεηαθμνά ή απυ αακδαθζζιυ. Τπυηεζηαζ επίζδξ ζε οπενπήδδζδ ζε ιμθοζιέκμ πενζαάθθμκ. Πανά ηα πμθθά πνμηενήιαηα ηδξ πμνζεθάκδξ δ αλζμπζζηία ημο ζοζηήιαημξ δθεηηνζηήξ εκένβεζαξ αάθθεηαζ [15]. Υδιζηή ζηαεενυηδηα, ιδπακζηή ακημπή: Οζ ζζπονμί δθεηηνμζηαηζημί δεζιμί πονζηίμο - μλοβυκμο πμο ζοβηναημφκ ηα ηεναιζηά οθζηά (πμνζεθάκδ ηαζ βοαθί) έπμοκ ζακ απμηέθεζια ημ ορδθυ ζδιείμ ηήλεςξ, ηδ ιεβάθδ ιδπακζηή ακημπή ηαζ ηέθμξ ηδκ ορδθή ακηίζηαζδ ζηδ δζάανςζδ απυ πδιζηά ιέζα. 9

20 Υαιδθυ Κυζημξ πνχηδξ φθδξ: Οζ ηφνζεξ πνχηεξ φθεξ ηδξ πμνζεθάκδξ υπςξ μ άνβζθμξ (πδθυξ), ηαζ μ παθαγίαξ είκαζ ζπεηζηά θεδκέξ ηαζ ζε εφημθδ δζάεεζδ [15]. Γζαανελζιυηδηα ηαζ επζηάεζζδ νφπακζδξ: Ζ φπανλδ ηςκ ζζπονχκ δθεηηνμζηαηζηχκ πδιζηχκ δεζιχκ ημκηά ζηδκ επζθάκεζα ζοιαάθθμοκ ζηδκ αφλδζδ ηδξ εθεφεενδξ εκένβεζαξ, δδθαδή ηδξ εενιμδοκαιζηήξ ζδζυηδηαξ πμο ηαεμνίγεζ ηδ ζοκάθεζα ή δφκαιδ ζοκάθεζαξ ηςκ επζθακεζαηχκ πνμζιείλεςκ, ηαζ απμηεθεί ηδκ ηφνζα αζηία βζα ηδκ μπμία μζ ηεναιζημί ιμκςηήνεξ οβναίκμκηαζ ηαζ νοπαίκμκηαζ εφημθα. Καεχξ ιένμξ ημο φδαημξ δζαθφεζ ημοξ αβχβζιμοξ νοπακηέξ ιεζχκμκηαξ ηδ ζοκμθζηή επζθακεζαηή ακηίζηαζδ ημο ιμκςηήνα, ζπδιαηίγεηαζ ιία ζοκεπήξ δζαδνμιή απυ δθεηηνμθφηδ, ηαζ δδιζμονβμφκηαζ ζοκεήηεξ βζα ηδκ εηδήθςζδ δθεηηνζηήξ οπενπήδδζδξ [15]. Παναβςβζηή Γζαδζηαζία ηαζ πνυκμξ επελενβαζίαξ: Σμ ζηάδζμ ηδξ παναβςβήξ πμνζεθάκδξ πενζηθείεζ πμθθά αήιαηα. Γζα ιεβαθφηενα ηαθφιιαηα, απαζημφκηαζ ιεβάθα δζαζηήιαηα χζηε κα ιεζςεεί ημ πενζεπυιεκμ ζε κενυ ημο πονήκα πνμημφ ζπδιαημπμζδεεί ηαζ πονςεεί [15]. πάζζιμ: Σα ηεναιζηά είκαζ πμθφ εφεναοζηα. Αοηυ ζδιαίκεζ υηζ εφημθα ζπάκε ηαηά ηδ δζαπείνζζή ημοξ, ηδ ιεηαθμνά ή ηδκ εβηαηάζηαζδ. Ο αακδαθζζιυξ είκαζ μ πνςηανπζηυξ πανάβμκηαξ πμο ζοκεζζθένεζ ζηδ ιδπακζηή ηαηαπυκδζδ. Δίκαζ πθέμκ ημζκή πναηηζηή κα πενζθαιαάκεηαζ ιία νςβιή ή έκαξ πανάβμκηαξ απχθεζαξ υηακ αβμνάγμκηαζ ιμκςηήνεξ απυ πμνζεθάκδ βζα ηδκ εβηαηάζηαζή ημοξ ζε βναιιέξ ιεηαθμνάξ. Οζ αηέθεζεξ αοηέξ ημο ηεναιζημφ ιμκςηήνα πνμζεέημοκ ζημ ηυζημξ ημο [15]. Βάνμξ: Ζ πμθφ ποηκή θφζδ ηςκ ηεναιζηχκ ηαηαδεζηκφεζ υηζ ηα ημιιάηζα απυ πμνζεθάκδ είκαζ πμθφ ποηκά. Αοηυ ζδιαίκεζ υηζ είκαζ δφζημθδ δ ιεηαθμνά ημοξ ηαζ απαζηεί ηδ πνήζδ βενακχκ ή ηαζ άθθςκ εκζζποηζηχκ δμιχκ. Σμ ιεβάθμ ιέβεεμξ ηαζ ημ αάνμξ ηςκ πνμσυκηςκ πμνζεθάκδξ ζοκήεςξ επζαάθθεζ ηαη εθάπζζημκ αηνζαή ηαζ πνμκμαυνα ιέζα ιεηαθμνάξ πμο εθαπζζημπμζμφκ ημ ηυζημξ. Έηζζ δ ιεηαθμνά ιέζς καοζζπθμσαξ ηαζ δ απμζημθή ειπμνεοιάηςκ δζα εαθάζζδξ ή άθθεξ πενζζζυηενμ μζημκμιζηέξ ιέεμδμοξ παναηείκμοκ ημ πνυκμ δζακμιήξ ηαζ πανάδμζδξ ημοξ [15]. Πνιπκεξή πιηθά Μεζςιέκδ επζθακεζαηή νφπακζδ, οδνμθμαζηυηδηα: Οζ δεζιμί ηςκ ιμνίςκ ηςκ πμθοιενχκ είκαζ αζεεκείξ ηαζ ηαηά ζοκέπεζα δεκ παναηδνείηαζ έκημκδ επζθακεζαηή νφπακζδ ελαζηίαξ ηαζ ηςκ ελαζνεηζηά παιδθχκ ηζιχκ ηδξ εθεφεενδξ επζθακεζαηήξ εκένβεζαξ. Σμ ελςηενζηυ πενίαθδια ηςκ αηυιςκ οδνμβυκμο, πμο είκαζ ζοκδεδειέκα ιε ηα άημια ημο άκεναηα, πανέπεζ ηδ δοκαηυηδηα ζηα πμθοιενή κα ακείζηακηαζ ζηδκ οβναζία ηαζ ηδκ αηιμζθαζνζηή νφπακζδ πενζζζυηενμ απυ υηζ ηα ηεναιζηά οθζηά. Σα πμθοιενή οθζηά είκαζ οδνυθμαα απυ ηδ θφζδ ημοξ. Ζ δζαηήνδζδ ηςκ οδνυθμαςκ ζδζμηήηςκ ημοξ ηαηά ηδκ έηεεζή ημοξ είκαζ έκα επζεοιδηυ βκχνζζια. Σμ κενυ ζηδκ 10

21 επζθάκεζα οδνυθμαςκ οθζηχκ ζπδιαηίγεζ ζηαβυκεξ ιε απμηέθεζια μζ νοπακηέξ κα δζαθφμκηαζ απυ ηζξ ζηαβυκεξ κενμφ πμο δεκ έπμοκ ζοκεκςεεί ηαζ ημ αβχβζιμ ιένμξ κα ιδκ είκαζ ζοκεπέξ. Αοηέξ μζ ζοκεήηεξ έπμοκ ζακ απμηέθεζια ηδ ιεζςιέκδ νμή νεφιαημξ δζαννμήξ ηαζ ηδκ πζεακυηδηα ζπδιαηζζιμφ λδνχκ γςκχκ πμο ιε ηδ ζεζνά ημοξ απαζημφκ ηδκ εθανιμβή ορδθυηενδξ ηάζδξ βζα κα πνμηθδεεί οπενπήδδζδ. ε ζφβηνζζδ ιε ηδκ πμνζεθάκδ, ιενζηά πμθοιενή οθζηά έπμοκ ζοκήεςξ ιεβαθφηενδ ακημπή ζηδκ οπενπήδδζδ αηυια ηαζ βεναζιέκα [15]. Υαιδθυ αάνμξ: Ζ ποηκυηδηα ηςκ πμθοιενχκ οθζηχκ είκαζ πμθφ παιδθυηενδ ηςκ ηεναιζηχκ ηαζ αοηυ έπεζ ςξ απμηέθεζια ιία ζδιακηζηή ιείςζδ ζημ αάνμξ ηςκ πνμσυκηςκ. Ζ δζαθμνά αάνμοξ αολάκεζ ιε ηδκ ηαηδβμνία ηςκ ηάζεςκ. Δλανηήιαηα απυ πμθοιενή δεκ απαζημφκ βενακμφξ ή άθθα ακορςηζηά βζα πνήζδ ή εβηαηάζηαζδ. Σμ ιεζςιέκμ αάνμξ επίζδξ επζηνέπεζ ηδ πνήζδ εθαθνφηενςκ ηαζ θζβυηενμ αηνζαχκ δμιχκ ηαζ οπμζηδνζηηζηχκ δζαηάλεςκ. Σμ ιζηνυηενμ ιέβεεμξ ηαζ αάνμξ έπεζ ςξ απμηέθεζια ηδ ιείςζδ ηςκ καφθςκ (ιεηαθμνά ιε πθμίμ) ζε ζπέζδ ιε η ακηίζημζπα βζα ελανηήιαηα απυ πμνζεθάκδ. Οζ πμθοιενείξ ιμκςηήνεξ οπενηενμφκ υηακ πνδζζιμπμζμφκηαζ ζε ποηκέξ αζηζηέξ πενζμπέξ ηαζ έπμοκ ημ πθεμκέηηδια υηζ ιπμνμφκ κα ημπμεεηδεμφκ ηαζ ζε ζηεκέξ δζαδνμιέξ πενζμνζζιέκμο πχνμο. Οζ ιδ ηεναιζημί ιμκςηήνεξ πνμζθένμοκ ορδθή ακημπή ακαθμβζηά ςξ πνμξ ημ αάνμξ ημοξ, πμο επζηνέπεζ ιεβαθφηενα ακμίβιαηα, θζβυηενμ αηνζαείξ δμιέξ, ηαζ αεθηζςιέκμ αζζεδηζηυ απμηέθεζια. Οζ πμθοιενείξ ιμκςηήνεξ είκαζ ηαηάθθδθμζ βζα ηδ πνήζδ ημοξ ζε βναιιέξ ιεηαθμνάξ πμο έπμοκ ιεζςιέκδ έκηαζδ δθεηηνμιαβκδηζημφ πεδίμο [15]. Γζαδζηαζία παναβςβήξ ηαζ ηνυπμζ αεθηίςζδξ ηδξ απυδμζδξ ηαζ ηδξ δζάνηεζαξ γςήξ: Ζ δζαδζηαζία παναβςβήξ πμθοιενχκ ιμκςηήνςκ είκαζ αναπφηενδ απυ εηείκδ ηδξ πμνζεθάκδξ, παν υηζ πνδζζιμπμζμφκηαζ εηηεκχξ πνυζεεηα ζηζξ ηαηάθθδθεξ ζοβηεκηνχζεζξ χζηε κα εκζζπφμκηαζ μζ ζδζυηδηεξ ηςκ πμθοιενχκ οθζηχκ ε αοηά πενζθαιαάκμκηαζ ακηζμλεζδςηζηά, πθαζηζημπμζδηέξ, πνςζηζηέξ μοζίεξ, άθθα ιέζα αμδεδηζηά, ηαηαθφηεξ, πανειπμδζζηέξ ακάθθελδξ, απμννμθδηέξ οπενζχδμοξ αηηζκμαμθίαξ, ακηζδζαανςηζηά. ε πμθθέξ ηςκ πενζπηχζεςκ είκαζ ηα πνυζεεηα ηαζ ηα πθδνςηζηά οθζηά πμο ηυζμ υθα ιαγί υζμ ηαζ ακελάνηδηα ημ ηαεέκα επδνεάγμοκ ηδκ μθζηή απυδμζδ ημο οθζημφ [15]. Υδιζηή ηαζ θςημπδιζηή πνμζαμθή: Όιςξ, υθα ηα πμθοιενή απμζοκηίεεηαζ ζε εενιμηναζία ιενζηχκ εηαημκηάδςκ ααειχκ, οπυηεζκηαζ ζε θςημ-μλείδςζδ, δδθαδή ζε ηαηαζηνμθή ηςκ επζθακεζαηχκ πδιζηχκ δεζιχκ ημοξ απυ ηδκ πνυζπηςζδ ηδξ οπενζχδμοξ αηηζκμαμθίαξ ηαζ είκαζ πζεακυκ κα ακηζδνάζμοκ ηαηά ηδ θεζημονβία ημοξ ιε ημ αηιμζθαζνζηυ μλοβυκμ πνμηαθχκηαξ επζθακεζαηέξ δθεηηνζηέξ εηηεκχζεζξ. Σμ ζδιακηζηυηενμ ιεζμκέηηδια ηςκ πμθοιενχκ, πδβάγεζ απυ ημ βεβμκυξ υηζ ημ ααζζηυ ζημζπείμ ημοξ, μ άκεναηαξ, απμηεθεί ζηζξ πενζζζυηενεξ πενζπηχζεζξ έκακ ηαθυ δθεηηνζηυ αβςβυ. Ζ πζεακή πνμζαμθή ηδξ επζθακείαξ, ζδζαίηενα απυ ηζξ ένπμοζεξ ιενζηέξ εηηεκχζεζξ αολάκεζ ημπζηά ηδ εενιμηναζία ηαζ δδιζμονβεί ηεθζηά αβχβζιεξ επζθακεζαηέξ μδμφξ πμο είκαζ δοκαηυ κα μδδβήζμοκ ζε επζθακεζαηή δζάζπαζδ ηαζ 11

22 δδιζμονβία ορδθχκ εενιμηναζζχκ, μπυηε ηεθζηά ηαηαζηνέθεηαζ μ ιμκςηήναξ [15, 16]. Τρδθυ ηυζημξ πνχηςκ οθχκ: Σμ ηυζημξ ηςκ πνχηςκ οθχκ ηςκ πμθοιενχκ είκαζ ορδθυηενμ απυ εηείκμ ηδξ πμνζεθάκδξ. Πθδνςηζηά οθζηά ηαζ πνυζεεηα ακαιζβκφμκηαζ ιε ημ ααζζηυ πμθοιενέξ οθζηυ υπζ ιυκμκ βζα κα ιεζχζμοκ ημ ηυζημξ αθθά ηαζ βζα κ' αολήζμοκ ηδκ απυδμζδ ηαζ κα δζεοημθφκμοκ ηδ δζαδζηαζία παναβςβήξ. Σμ ηφνζμ οθζηυ ιπμνεί κα απμηεθέζεζ ζηδκ % ηθίιαηα ημ 20%-80% ηαηά αάνμξ ημο ηεθζημφ οθζημφ [15]. Μεζςιέκδ ιδπακζηή ακημπή: Οζ πμθοιενείξ ιμκςηήνεξ ζοκήεςξ δεκ είκαζ μφηε δφζηαιπημζ μφηε ιπμνμφκ κα οπμζηδνζπημφκ απυ ιυκμζ ημοξ. Όπμο απαζηείηαζ ιδπακζηή ακημπή, ιπμνμφκ κα πνδζζιμπμζδεμφκ μζ ηεναιζημί πονήκεξ, εκζζποιέκμζ ιε ζςθδκχζεζξ ηαζ ζηνχιαηα, ηα μπμία είκαζ ηαθοιιέκα απυ ημ πμθοιενέξ οθζηυ, βζα ηδκ ακημπή ζηζξ ηαζνζηέξ ζοκεήηεξ υπςξ εθανιυγεηαζ ζε ιζηημφξ (οανζδζημφξ) ιμκςηήνεξ απυ πμνζεθάκδ ηαζ πμθοιενέξ οθζηυ [15] Ιδηόηεηεο ησλ κνλσηηθώλ δηειεθηξηθώλ Οζ ηονζυηενεξ ιδπακζηέξ ηαζ δθεηηνζηέξ ζδζυηδηεξ ηςκ ιμκςηζηχκ δζδθεηηνζηχκ πανμοζζάγμκηαζ ζημκ Πίκαηα 1.1. Πίλαθαο 1.1: Ηδζυηδηεξ ηςκ ιμκςηζηχκ δζδθεηηνζηχκ [2]. Ιδηόηεηα Ταιώδεο πνξζειάλε θιεξπκέλν γπαιί Πνιπκεξέο Ταιώδεηο ίλεο ζπλδεδεκέλεο κε ξεηίλε Ππθλόηεηα [g/cm] Αληνρή ζε εθειθπζκό [Mpa] Αληνρή ζε ζιίςε [Mpa] πληειεζηήο εθειθπζκνύ [Gpa] Θεξκηθή αγσγηκόηεηα [W/m ] Γηαζηαιηηθόηεηα ( o C) [10-6 / o K] Γηειεθηξηθή ζηαζεξά (50-60 Hz) Δθαπηνκέλε απσιεηώλ (50-60 Hz) [10-3 ] Πεδηαθή αληνρή >25 > [kv/mm] Δηδηθή αληίζηαζε [Ω cm]

23 1.5 Καηεγνξίεο κνλσηήξσλ Οζ ηαηαζηεοέξ ηςκ ιμκςηήνςκ ορδθήξ ηάζδξ αημθμοεμφκ δθεηηνμθμβζηέξ, ιδπακμθμβζηέξ, πενζααθθμκηζηέξ πνμδζαβναθέξ, δζαθένμοκ ςξ πνμξ ημ οθζηυ ή ημ ζπήια ημοξ ηαζ ηαηαηάζζμκηαζ υπςξ ακαθοηζηά πενζβνάθεηαζ παναηάης ηαζ πανμοζζάγεηαζ ζημ πήια 1.2 [17]. ρήκα 1.2: Καηάηαλδ ηςκ ιμκςηήνςκ ορδθήξ ηάζδξ [17] Μμκςηήνεξ πμνζεθάκδξ ηφπμο pin (porcelain pin type insulators) Υνδζζιμπμζήεδηακ ζηζξ ηδθεθςκζηέξ βναιιέξ ηαζ ηα αθελζηέναοκα. ηδ ζοκέπεζα ηνμπμπμζήεδηακ βζα κα πνδζζιμπμζδεμφκ ζηζξ βναιιέξ ιεηαθμνάξ δθεηηνζηήξ εκένβεζαξ. Μενζηέξ παναθθαβέξ ημο ηφπμο pin είκαζ αηυια ζε πνήζδ ζηα ζοζηήιαηα ιέζδξ ηάζδξ. Ο ιμκςηήναξ αοηυξ πανμοζζάγεηαζ ζημ πήια 1.3 [49]. ρήκα 1.3: Μμκςηήναξ ηφπμο pin [49]. Μμκςηήνεξ ηφπμο cap and pin (cap and pin insulators) 13

24 Σμ οθζηυ ηαηαζηεοήξ ημοξ είκαζ απυ πμνζεθάκδ ή βοαθί ηαζ δεκ δζαθένμοκ ηαηά πμθφ απυ ημ ιμκςηήνα ηφπμο pin. Έκαξ ανζειυξ ηέημζςκ ιμκάδςκ ζοκδέεηαζ ιέζς παθφαδζκςκ ηαθοιιάηςκ (caps) ηαζ πείνςκ (pin) ζπδιαηίγμκηαξ ιζα αθοζίδα ιμκςηήνςκ. Υνδζζιμπμζμφκηαζ ςξ ιμκςηήνεξ ακάνηδζδξ ηαζ ζηήνζλδξ βναιιχκ ιεηαθμνάξ ιε ηδ ιμνθή αθοζίδςκ ιμκςηήνςκ. Σα ηαθφιιαηα ηαζ μ πείνμξ είκαζ ζηενεςιέκα ζημ βοάθζκμ ή πμνζεθάκζκμ δίζημ ιε ηζζιέκημ. Οζ ηςκζηέξ ιμνθέξ ηςκ ζοκανιμθμβήζεςκ ελαζθαθίγμοκ ορδθή ιδπακζηή ακημπή ηαηά ηδκ άζηδζδ δοκάιεςκ εθεθηοζιμφ. ημ πήια 1.4 θαίκεηαζ έκαξ ηοπζηυξ δζζημεζδήξ ιμκςηήναξ cap and pin. ημοξ ιμκςηήνεξ ηφπμο pin ηαζ ηφπμο cap and pin δ ζοκημιυηενδ απυζηαζδ ιεηαλφ ηςκ ιεηαθθζηχκ δθεηηνμδίςκ ιέζς ηδξ πμνζεθάκδξ ή ημο βοαθζμφ είκαζ θζβυηενδ απυ ημ 50% ηδξ ζοκημιυηενδξ απυζηαζδξ ιεηαλφ ηςκ δθεηηνμδίςκ ιέζς ημο αένα. οκεπχξ, δ πμνζεθάκδ ή ημ βοαθί ιπμνεί κα δζαηνδεεί ηαηυπζκ ιεβάθδξ δθεηηνζηήξ ηαηαπυκδζδξ. Ζ δζαδζηαζία ηαηαζηεοήξ ηςκ ιμκςηήνςκ οάθμο πενζθαιαάκεζ ηδ εενιζηή ρφλδ, πμο ελαζθαθίγεζ υηζ μζ βοάθζκμζ δίζημζ ενοιιαηίγμκηαζ ζε πενίπηςζδ δζάηνδζδξ, μπυηε μ εθαηηςιαηζηυξ δίζημξ είκαζ ειθακήξ. Βέααζα ζε ηέημζα πενίπηςζδ δ ιδπακζηή ζηακυηδηα ημο ιμκςηήνα παναιέκεζ άεζηηδ [49]. Μμκςηήνεξ ζηήνζλδξ (post type insulators) ρήκα 1.4: Μμκςηήναξ ηφπμο cap and pin [49]. Απμηεθμφκηαζ απυ έκακ ζοιπαβή ηφθζκδνμ πμνζεθάκδξ, ιε ηοιαημεζδείξ πηοπέξ βζα κα αολάκεηαζ ημ ιήημξ ενποζιμφ, ηαζ απυ ιεηαθθζηά δθεηηνυδζα ζε ηάεε άηνδ. Οζ ιμκςηήνεξ ζηήνζλδξ έπμοκ ιεβάθμ ιήημξ. Υνδζζιμπμζμφκηαζ μνζγυκηζα ή ηάεεηα βζα κα ζηδνίλμοκ ημκ αβςβυ ορδθήξ ηάζδξ ηαζ ημπμεεημφκηαζ ζηζξ αάζεζξ ή ζημοξ εβηάνζζμοξ αναπίμκεξ ηςκ βναιιχκ ιεηαθμνάξ (line post insulators). Δπζπθέμκ, μζ ιμκςηήνεξ ζηήνζλδξ πνδζζιμπμζμφκηαζ εονέςξ ζε οπμζηαειμφξ (station post insulators). ημοξ ιμκςηήνεξ αοημφξ δ ζοκημιυηενδ απυζηαζδ ιέζς ηδξ πμνζεθάκδξ οπενααίκεζ ημ 50% ηδξ ζοκημιυηενδξ απυζηαζδξ ιέζς ημο αένα ιεηαλφ ηςκ δθεηηνμδίςκ, μπυηε δεκ δζαννδβκφμκηαζ εφημθα. Έκαξ ιμκςηήναξ ηφπμο post εζημκίγεηαζ ζημ πήια 1.5 [49]. Μμκςηήνεξ πμνζεθάκδξ ιεβάθμο ιήημοξ (longrod insulators) Οζ ιμκςηήνεξ ιεβάθμο ιήημοξ είκαζ πανυιμζμζ ιε ημοξ ιμκςηήνεξ ζηήνζλδξ, αθθά είκαζ εθαθνφηενμζ, θεπηυηενμζ ηαζ πνδζζιμπμζμφκηαζ ςξ ιμκςηήνεξ ακάνηδζδξ [49]. 14

25 Μμκςηήνεξ δζέθεοζδξ (bushings) ρήκα 1.5: Μμκςηήναξ ηφπμο post [49]. Οζ ιμκςηήνεξ αοημφ ημο ηφπμο πνδζζιμπμζμφκηαζ βζα κα ιμκχζμοκ ημοξ αβςβμφξ ηςκ αηνμδεηηχκ ορδθήξ ηάζδξ ηονίςξ ιεηαζπδιαηζζηχκ ή άθθςκ δζαηάλεςκ, υπςξ πανμοζζάγεηαζ ζημ πήια 1.6. οκήεςξ, μζ ιμκςηήνεξ δζέθεοζδξ ηαηαζηεοάγμκηαζ απυ πμνζεθάκδ. ρήκα 1.6: Μμκςηήναξ δζέθεοζδξ [49]. φκεεημζ πμθοιενείξ ιμκςηήνεξ (composite polymeric insulators) Αοημί μζ ιμκςηήνεξ είκαζ πανυιμζμζ ιε ημοξ πμνζεθάκζκμοξ ιμκςηήνεξ ιεβάθμο ιήημοξ ςξ πνμξ ημ ζπήια, αθθά δζαθένμοκ ςξ πνμξ ηα οθζηά ηαηαζηεοήξ, ηα μπμία είκαζ ηα ελήξ: Έκαξ πονήκα νδηίκδξ εκζζποιέκμ ιε οαθχδεζξ ίκεξ (glass fibre), μ μπμίμξ πανέπεζ ιδπακζηή ακημπή, εκχ ηαοηυπνμκα ακείζηαηαζ ηαζ ζηδκ δθεηηνζηή ηαηαπυκδζδ. Έκα εθαζημιενέξ πενίαθδια (sheath/housing) βζα κα πνμζηαηεφεζ ημκ πονήκα απυ ηζξ ηαζνζηέξ ζοκεήηεξ. 15

26 Δθαζημιενείξ δίζημζ (sheds), μζ μπμίμζ απμζημπμφκ ζηδκ αφλδζδ ημο ιήημοξ ενποζιμφ, χζηε κα ακείζηαηαζ μ ιμκςηήναξ ζηζξ εκηάζεζξ πμο επζηναημφκ ζημ ζφζηδια. Γφμ εονέςξ πνδζζιμπμζδιέκα οθζηά είκαζ ημ ζζθζημκμφπμ ηαμοηζμφη (silicone rubber) ηαζ ημο αηυνεζημο πμθοιενμφξ αζεοθεκίμο - πνμποθεκίμο - δζεκίμο (ethylene propylene diene monomer -EDPM). Έκαξ ηοπζηυξ ιμκςηήναξ αοημφ ημο ηφπμο απεζημκίγεηαζ ζημ πήια 1.7. Οζ ιεηαθθζημί αηνμδέηηεξ είκαζ ζοκήεςξ ζηενεςιέκμζ πάκς ζηδκ ελςηενζηή πθεονά ηδξ νάαδμο ημο πονήκα ηαζ ηα ζοβηεηνζιέκα ζδιεία επαθήξ ιεηαλφ ημο εθαζημιενμφξ ηαζ ηςκ αηνμδεηηχκ είκαζ πμθφ ζδιακηζηά. Οζ δμηζιέξ πμο ελαζθαθίγμοκ ηδκ πμζυηδηα ηςκ ζφκεεηςκ ιμκςηήνςκ πενζθαιαάκμκηαζ ζημ IEC 1109 [18]. Έκα ζδιακηζηυ πθεμκέηηδια ηςκ ζφκεεηςκ πμθοιενχκ ιμκςηήνςκ είκαζ δ ιείςζδ αάνμοξ ιέπνζ ηαζ 90% ζε ζφβηνζζδ ιε ημοξ ακηίζημζπμοξ ηεναιζημφξ [49]. ρήκα 1.7: φκεεημξ πμθοιενήξ ιμκςηήναξ [49]. Μμκςηήνεξ ηοηθμαθζθαηζηήξ επμλζηήξ νδηίκδξ (CycIo-aIiphatic epoxy resin insuiators) Ζ ηοηθμαθζθαηζηή νδηίκδ ιπμνεί κα πνδζζιμπμζδεεί βζα κα ποηεοημφκ ιμκςηήνεξ πανυιμζμζ ιε αοημφξ απυ πμνζεθάκδ ηαζ ηφπμο line post βζα δζακμιή ηςκ ηάζεςκ. ε πενζαάθθμκ ιε ηαηέξ ηαζνζηέξ ζοκεήηεξ μζ επζθάκεζεξ ηςκ ιμκςηήνςκ αοηχκ βίκμκηαζ ηναπζέξ [49]. 1.6 Ρύπαλζε Ο ζδιακηζηυηενμξ πανάβμκηαξ πμο επδνεάγεζ ηδ ιμκςηζηή ζηακυηδηα ηςκ ιμκςηζηχκ οθζηχκ, ζε πενίπηςζδ πμο είκαζ ημπμεεηδιέκα ζε ελςηενζηυ πχνμ, είκαζ δ νφπακζδ. Με ημκ υνμ νφπακζδ πνμζδζμνίγεηαζ δ επζηάεζζδ αηαεανζζχκ πμο αζςνμφκηαζ ζηδκ αηιυζθαζνα ή εαθάζζζαξ άθιδξ (ηαεαθάηςζδ) ζηδκ επζθάκεζα ημοξ. Ζ νφπακζδ ζηδκ επζθάκεζα εκυξ ιμκςηζημφ οθζημφ ιπμνεί κα είκαζ είηε εαθάζζζα, είηε αζμιδπακζηή. Θαθάζζζα νφπακζδ: Διθακίγεηαζ ζε ιμκςηήνεξ πμο ανίζημκηαζ ζε παναεαθάζζζα πενζμπή. Οζ άκειμζ ιεηαθένμοκ εαθαζζζκυ κενυ πμο οπυ ηδ ιμνθή ηαηαζςκζζιέκμο 16

27 κενμφ επζηάεεηαζ ζηδκ επζθάκεζα ημοξ ηαζ ζπδιαηίγεηαζ έκα θεπηυ οβνυ αθαημφπμ επίζηνςια. Βζμιδπακζηή νφπακζδ: Διθακίγεηαζ ζε ιμκςηήνεξ πμο ανίζημκηαζ ζε αζμιδπακζηή πενζμπή ηαζ πνμένπεηαζ απυ ηα ζηενεά ηαηάθμζπα ηςκ αζμιδπακζχκ πμο απμννίπημκηαζ ζηδκ αηιυζθαζνα. Ζ ζοκφπανλδ νφπακζδξ (εαθάζζζαξ, αζμιδπακζηήξ ή ζοκδοαζιμφ ηςκ πνμακαθενεέκηςκ) ηαζ δνμζζάξ, μιίπθδξ ή ζζβακήξ ανμπήξ απμηεθεί δοζιεκέζηαηδ ζοκεήηδ θεζημονβίαξ ηςκ ιμκςηζηχκ οθζηχκ ηαζ ιπμνεί κα οπμαζαάζεζ ηδ ιμκςηζηή ημοξ ζηακυηδηα ζε ιεβάθμ ααειυ (40% έςξ 80%) ιε απμηέθεζια ηδ δδιζμονβία δθεηηνζημφ ηυλμο [1]. οκεπχξ δ παναηεηαιέκδ λδναζία, δ πενζααθθμκηζηή νφπακζδ ηαεχξ ηαζ ηα αηναία ηαζνζηά θαζκυιεκα ιεηααάθθμοκ ηδ ζοιπενζθμνά ηςκ ιμκςηζηχκ οθζηχκ πμο εηηίεεκηαζ ζε αοηέξ ιε απμηέθεζια κα πνήγμοκ ζδζαίηενδξ ιεθέηδξ. ημ πνυηοπμ IEC 815/1986 [19], βίκεηαζ ηαηδβμνζμπμίδζδ ηςκ πενζμπχκ ακάθμβα ιε ημ πμζμζηυ νφπακζδξ, ηαζ έπμοκ ηαεμνζζηεί πμζμηζηά ηέζζενα επίπεδα νφπακζδξ. ημκ Πίκαηα 1.2 πανμοζζάγμκηαζ ηα επίπεδα νφπακζδξ ηαζ βζα ηαεέκα απυ αοηά πενζβνάθμκηαζ ηαηά πνμζέββζζδ ιενζηέξ ηοπζηέξ πενζμπέξ. Πίλαθαο 1.2: Δπίπεδα νφπακζδξ ζφιθςκα ιε ημ IEC 815 [19]. Δπίπεδν ξύπαλζεο Παξάδεηγκα ηππηθνύ πεξηβάιινληνο Ι. Διαθξηά Πενζμπέξ πςνίξ αζμιδπακίεξ ηαζ ιε ιζηνή ποηκυηδηα ηαημζηζχκ ελμπθζζιέκςκ ιε εβηαηάζηαζδ εένιακζδξ. Πενζμπέξ ιε ιζηνή ποηκυηδηα αζμιδπακζχκ ή ηαημζηζχκ, αθθά εηηεεεζιέκεξ ζε ζοπκμφξ ακέιμοξ ηαζ/ή ανμπμπηχζεζξ. Αβνμηζηέξ πενζμπέξ. Ονεζκέξ πενζμπέξ. Όθεξ αοηέξ μζ πενζμπέξ πνέπεζ κα ανίζημκηαζ ημοθάπζζημκ 10km ιε 20km απυ ηδ εάθαζζα ηαζ δεκ πνέπεζ κα εηηίεεκηαζ ζε ακέιμοξ ηαη εοεείακ απυ ηδ εάθαζζα. 17

28 ΙΙ. Μεζαία Πενζμπέξ ιε αζμιδπακίεξ, μζ μπμίεξ δεκ πανάβμοκ ζδζαίηενα νοπαζιέκμ ηαπκυ, ηαζ/ή ιε ιέζδ ποηκυηδηα ηαημζηζχκ ελμπθζζιέκςκ ιε εβηαηάζηαζδ εένιακζδξ. Πενζμπέξ ιε ορδθή ποηκυηδηα ηαημζηζχκ ηαζ/ή αζμιδπακζχκ, αθθά εηηεεεζιέκεξ ζε ζοπκμφξ ακέιμοξ ηαζ/ή ανμπμπηχζεζξ. Πενζμπέξ εηηεεεζιέκεξ ζε ακέιμοξ απυ ηδ εάθαζζα, αθθά υπζ πμθφ ημκηά ζηδκ αηηή (ημοθάπζζημκ ζε απυζηαζδ ιενζηχκ πζθζμιέηνςκ ακάθμβα ιε ηδ ιμνθμθμβία ηδξ πανάηηζαξ πενζμπήξ ηαζ ηζξ ζοκεήηεξ ακέιμο). ΙΙΙ. Βαξηά Πενζμπέξ ιε ορδθή ποηκυηδηα αζμιδπακζχκ ηαζ πνμάζηζα ιεβάθςκ πυθεςκ ιε ορδθή ποηκυηδηα εβηαηαζηάζεςκ εένιακζδξ, μζ μπμίεξ πανάβμοκ νφπακζδ. Πενζμπέξ ημκηά ζηδ εάθαζζα ή ηάεε πενζμπή πμο εηηίεεηαζ ζε ζπεηζηά ζζπονμφξ ακέιμοξ απυ ηδ εάθαζζα. ΙV. Πνιύ βαξηά Πενζμπέξ πενζμνζζιέκδξ έηηαζδξ εηηεεεζιέκεξ ζε αβχβζιδ ζηυκδ ηαζ αζμιδπακζηυ ηαπκυ πνμηαθχκηαξ αβχβζιεξ εκαπμεέζεζξ ζδιακηζημφ πάπμοξ. Πενζμπέξ πενζμνζζιέκδξ έηηαζδξ, μζ μπμίεξ ανίζημκηαζ πμθφ ημκηά ζε αηηή ηαζ εηηίεεκηαζ ζε ρεηαζιυ εαθαζζζκμφ κενμφ ή ζε πμθφ δοκαηυ ηαζ νοπαζιέκμ αένα απυ ηδ εάθαζζα. Πενζμπέξ ενήιμο, μζ μπμίεξ παναηηδνίγμκηαζ απυ έθθεζρδ ανμπήξ βζα ιεβάθεξ πνμκζηέξ πενζυδμοξ, εηηίεεκηαζ ζε ζζπονμφξ ακέιμοξ πμο ιεηαθένμοκ άιιμ ηαζ αθάηζ ηαζ οπμαάθθμκηαζ ζε ηακμκζηή ζοιπφηκςζδ. 18

29 Γζα ηάεε επίπεδμ νφπακζδξ πμο πενζβνάθεηαζ ζημκ Πίκαηαξ 2.1, ημ ακηίζημζπμ εθάπζζημ μκμιαζηζηυ εζδζηυ ιήημξ ενποζιμφ (minimal nominal specific creepage distance), ιεηνμφιεκμ ζε mm/kv (πμθζηή ηάζδ) ηδξ ορδθυηενδξ εθανιμγυιεκδξ ηάζδξ ζημ ιμκςηήνα δίκεηαζ ζημκ Πίκαηα 1.3 [19]. Πίλαθαο 1.3: Δθάπζζημ εζδζηυ ιήημξ ενποζιμφ ζοκανηήζεζ ημο επζπέδμο νφπακζδξ. Δπίπεδμ νφπακζδξ Η. Δθαθνζά ΗΗ. Μεζαία ΗΗΗ. Βανζά ΗV. Πμθφ αανζά Δθάπζζημ εζδζηυ ιήημξ ενποζιμφ [mm/kv] Σν θαηλόκελν ηεο ππεξπήδεζεο (flashover) Σμ δθεηηνζηυ ηυλμ πμο δδιζμονβείηαζ ζημ θαζκυιεκμ ηδξ οπενπήδδζδξ μδεφεζ δζαιέζμο ημο δζαηέκμο απυ αένα ιεηαλφ ημο ζδιείμο πνυζδεζδξ ημο αβςβμφ ηδξ βναιιήξ ζημ ιμκςηήνα ηαζ ημο πνμζβεζςιέκμο ζδιείμο ζηήνζλδξ ή ακάνηδζδξ ημο ιμκςηήνα. Υαναηηδνζζηζηέξ θςημβναθίεξ ημο θαζκμιέκμο ηδξ οπενπήδδζδξ πνμενπυιεκεξ απυ ζζημζεθίδεξ Δνβαζηδνίςκ Τρδθχκ Σάζεςκ πανμοζζάγμκηαζ ζημ πήια 1.8. University of Stellenbosch, South Africa 19

30 Helsinki University of Technology NGK - High Voltage Laboratory ρήκα 1.8: Φςημβναθίεξ ζηζξ μπμίεξ θαίκεηαζ ημ θαζκυιεκμ ηδξ οπενπήδδζδξ. Σμ θαζκυιεκμ ηδξ οπενπήδδζδξ απμδίδεηαζ ζηα παναηάης δφμ αίηζα: α) εκημπζζιέκδ αθοδάηςζδ εκυξ ζηνχιαημξ δθεηηνμθφηδ αολάκεζ ηζξ αζοκέπεζεξ ζημ αβχβζιμ ζηνχια - βκςζηέξ ςξ λδνέξ γχκεξ - ηαηά ιήημξ ηςκ μπμίςκ πανάβμκηαζ δθεηηνζηέξ ηάζεζξ (stresses) πμο επανημφκ βζα κα ζμκζζηεί μ αέναξ. α) ηα ηυλα ζε έκα αένζμ, απυ ηδ ζηζβιή πμο δδιζμονβμφκηαζ ιπμνμφκ εφημθα κα επεηηαεμφκ πςνίξ ελαζεέκζζδ ιε ζπεηζηά ανβή απμιάηνοκζδ ηςκ άηνςκ ιεηαλφ ηςκ μπμίςκ ειθακίγμκηαζ [2]. Σμ ηεπκζηυ πνυαθδια είκαζ υηζ δ επζθακεζαηή αβςβζιυηδηα πμο πνμηαθεί ηδκ οπενπήδδζδ παναιέκεζ, αηυια ηζ υηακ ημ ηυλμ έπεζ ελαθεζθεεί απυ ηδ θεζημονβία ηδξ πνμζηαζίαξ, βεβμκυξ πμο επζηνέπεζ κα αημθμοεήζμοκ ηζ άθθεξ οπενπδδήζεζξ Παξάγνληεο πνπ επλννύλ ηε δηαδηθαζία ηεο ππεξπήδεζεο Πανάβμκηεξ πμο εοκμμφκ ηδκ δθεηηνζηή δζάζπαζδ ζηα ιμκςηζηά οθζηά ηαηά ηδκ εηδήθςζδ ημο θαζκμιέκμο ηδξ οπενπήδδζδξ είκαζ μζ παναηάης [2]: 1. Ζ πηχζδ ζπεδυκ ηαεανμφ κενμφ, υπςξ ζηαβυκεξ, ανμπή ή μιίπθδ, ζε έκα ιμκςηήνα, πάκς ζημκ μπμίμ ανίζηεηαζ πμζυηδηα νφπακζδξ πμο πενζθαιαάκεζ δζαθοηά ζμκζηά ζημζπεία, υπςξ ημ ημζκυ αθάηζ. 20

31 2. Ζ εκαπυεεζδ ζηαβμκζδίςκ εαθάζζζαξ ή αζμιδπακζηήξ μιίπθδξ, ή άθθμο ζοκδοαζιμφ κενμφ ηαζ δθεηηνμθφηδ. 3. Ζ ζοβηέκηνςζδ παβεημφ, παβεηχδμοξ μιίπθδξ ή πάβμο ζηδ ανχιζηδ επζθάκεζα εκυξ ιμκςηήνα. Συηε, ηα ζμκηζηά ζοζηαηζηά ηςκ νφπςκ εκενβμφκ χζηε κα ιεζχζμοκ ημ ζδιείμ ρφλδξ ημο κενμφ ηζ έηζζ επζηνέπμοκ ηδκ φπανλδ οβνμφ δζαθφιαημξ ζημ ζδιείμ επαθήξ ηςκ δφμ επζθακεζχκ. 4. Ζ έκηαλδ εκυξ ηοηθχιαημξ πμο πενζέπεζ οβνμφξ ηαζ ανχιζημοξ ιμκςηήνεξ 5. Ζ δδιζμονβία ιζαξ πνμζςνζκήξ οπένηαζδξ, ή ιζαξ ιεηαααηζηήξ αζπιήξ, ζε έκα ιμκςηήνα οβνυ, ανχιζημ ηαζ πζεακυκ ήδδ εκενβμπμζδιέκμ Μεραληζκνί ππεξπήδεζεο Μμκςηήνεξ πμνζεθάκδξ Σα ααζζηά ζηάδζα ηδξ δζαδζηαζίαξ ηδξ οπενπήδδζδξ θυβς νφπακζδξ ζε πμνζεθάκζκμοξ ιμκςηήνεξ είκαζ ηα ελήξ [15]: 1. Δκαπυεεζδ νφπακζδξ. ηυκδ ή ηαζ άθθα αβχβζια ζςιαηίδζα εκαπμηίεεκηαζ ζηδκ επζθάκεζα ημο ιμκςηήνα απυ ημκ αένα. 2. Ύβνακζδ ηδξ επζθάκεζαξ. ε ζοκεήηεξ οβναζίαξ, δνμζζάξ, μιίπθδξ ή ανμπήξ οβναίκεηαζ δ επζθάκεζα ζηδκ μπμία έπεζ επζηαεήζεζ ηάπμζμ ζηνχια νφπακζδξ. Γδιζμονβμφκηαζ δθεηηνμθφηεξ ζπεδυκ ηαηά ιήημξ ημο ιμκςηήνα ηαζ δ επζζθακεζαηή ακηίζηαζδ ιεζχκεηαζ. Έκα οπμθμβίζζιμ νεφια δζαννμήξ ηοηθμθμνεί. 3. Θενιυηδηα (ςιζηή). Σμ νεφια δζαννμήξ πμο ηοηθμθμνεί πνμηαθεί ιείςζδ ζηδκ ακηίζηαζδ, αφλδζδ ημο νεφιαημξ ιέπνζ μ δθεηηνμθφηδξ κα απμηηήζεζ ανκδηζηυ ζοκηεθεζηή εενιμηναζίαξ ζηδκ ακηίζηαζδ. Με ηδ ζοζζχνεοζδ εενιζηήξ εκένβεζαξ (Η2R), πνμηαθείηαζ ελάηιζζδ κενμφ ηαζ αφλδζδ ημο ααειμφ λδνυηδηαξ. 4. πδιαηζζιυξ λδνήξ γχκδξ. Οζ πενζμπέξ ηδξ επζθάκεζαξ ιε ηδ ιεβαθφηενδ δζαθεφβμοζα ζζπφ λδναίκμκηαζ πνχηα. Ζ βεςιεηνία ημο ιμκςηήνα παίγεζ νυθμ, ηαεχξ δ ποηκυηδηα νεφιαημξ ηείκεζ κα ζοβηεκηνςεεί ζε πενζμπέξ ιε ηα ιζηνυηενα ηιήιαηα, ζηα μπμία δ λήνακζδ επζηαπφκεηαζ. Ζ λήνακζδ αολάκεζ ηδ δζαθοβή ζζπφμξ, επεζδή αολάκεζ ηδκ εζδζηή ακηίζηαζδ ηαζ μδδβεί ζε αζηαεείξ ζοκεήηεξ. Καεχξ μζ λδνέξ γχκεξ είκαζ απμιμκςιέκεξ, δ επζθακεζαηή δναζηδνζυηδηα ζοκεπίγεηαζ ιέζα ζηδκ πενζμπή ηδξ γχκδξ. 21

32 5. Μενζηέξ εηηεκχζεζξ ηαζ οπενπήδδζδ. Δάκ δ εηηέκςζδ λδνήξ γχκδξ επεηηαεεί ζηδκ εκαπμιέκμοζα οβνή επζθάκεζα ημο ιμκςηήνα ηυηε εηδδθχκεηαζ ημ θαζκυιεκμ ηδξ οπενπήδδζδξ. Οζ ιενζηέξ εηηεκχζεζξ ελαθείθμκηαζ θίβμ πνζκ ημ ιδδεκζζιυ ηδξ ηάζδξ. Δάκ, παν υθα αοηά, δ ηζιή ηδξ ηάζδξ ηαζ ημο νεφιαημξ δζαννμήξ είκαζ ανηεηά ορδθή, μζ εηηεκχζεζξ ιπμνεί κα επεηηαεμφκ ζε μθυηθδνμ ημ ιήημξ ημο ιμκςηζημφ ηαζ κα ανπίζεζ ημ θαζκυιεκμ ηδξ οπενπήδδζδξ. Ζ μναηή δναζηδνζυηδηα ζηδκ επζθάκεζα δεκ ζδιαίκεζ πάκηα υηζ εα ζοιαεί οπενπήδδζδ, ηαεχξ ημ νεφια δζαννμήξ ιπμνεί κα ελαθεζθεεί εάκ οπάνπεζ ακεπανηήξ δζαθεφβμοζα ζζπφξ. Δάκ έκαξ απυ ημοξ παναπάκς ιδπακζζιμφξ δζαημπεί ηαζ δεκ επζηναπεί θυβς ηςκ ζοκεδηχκ κα ζοκεπζζημφκ μζ παναπάκς ιδπακζζιμί δζαδμπζηά ηυηε δεκ εα εηδδθςεεί ηαζ ημ θαζκυιεκμ ηδξ οπενπήδδζδξ. Με ημ πθφζζιμ, ημ μπμίμ ιπμνεί κα ζοιαεί βζα πανάδεζβια θυβς ανμπήξ, εα ιεζςεεί δ αβςβζιυηδηα ημο δθεηηνμθφηδ. Ζ δε πανμοζία ημο ήθζμο ιεζχκεζ ηδκ οβναζία. ε ηέημζεξ πενζπηχζεζξ είκαζ δοκαηυ κα παναηδνδεμφκ λδνέξ γχκεξ, μζ μπμίεξ υιςξ δεκ εα μδδβήζμοκ ζε οπενπήδδζδ βζαηί μ ιδπακζζιυξ εα έπεζ δζαημπεί. Πμθοιενείξ ιμκςηήνεξ Ζ ακάθοζδ ενβαζηδνζαηχκ δεδμιέκςκ ηαζ δ αζαθζμβναθζηή ένεοκα μδδβμφκ ζε ανηεηά ζοιπθδνςιαηζηά ζηάδζα ζηδ δζαδζηαζία ηδξ οπενπήδδζδξ εκυξ οδνυθμαμο πμθοιενμφξ ιμκςηήνα ζε ζπέζδ ιε ηα ζηάδζα πμο πνμακαθένεδηακ βζα ημ θαζκυιεκμ ηδξ οπενπήδδζδξ ζε πμνζεθάκζκμοξ ιμκςηήνεξ [15]. 1. Δκαπυεεζδ νφπακζδξ. Πναβιαημπμζείηαζ ιε ηδκ ίδζα δζαδζηαζία υπςξ ζημοξ ιμκςηήνεξ πμνζεθάκδξ. 2. Ύβνακζδ. Μεβάθδ οβναζία, δνμζζά, μιίπθδ ή αζεεκήξ ανμπή οβναίκμοκ ηδκ επζθάκεζα ζπδιαηίγμκηαξ ζηαβμκίδζα ελαζηίαξ ηςκ οδνμθμαζηχκ ζδζμηήηςκ ημο οθζημφ. Σα ζηαβμκίδζα ηοθμφκ ελαζηίαξ ηδξ αανφηδηαξ. Όηακ δ αανφηδηα δεκ είκαζ ζηακή κα εκζζπφζεζ ηδκ ηίκδζδ ηςκ ζηαβμκζδίςκ, ηυηε αοηά παναιέκμοκ δζαπςνζζιέκα ζηζξ εέζεζξ ημοξ. Άθαηα ηαζ/ή αβχβζιδ νφπακζδ δζαθφμκηαζ ζηζξ ζηαβυκεξ κενμφ αολάκμκηαξ ηδκ αβςβζιυηδηα ημο οβνμφ. 3. πδιαηζζιυξ αβχβζιμο ζηνχιαημξ. Ζ παναιέκμοζα λδνή επζθάκεζα νφπακζδξ ζηαδζαηά οβναίκεηαζ ιέζς ηδξ ιεηαηίκδζδξ ζηαβμκζδίςκ. Αοηυ ζπδιαηίγεζ έκα αβχβζιμ ζηνχια ζζπονά ςιζηήξ ζοιπενζθμνάξ ιε απμηέθεζια ημ νεφια δζαννμήξ κα ιεηααάθθεηαζ απυ πςνδηζηυ ζε ςιζηυ. 4. Θενιυηδηα (ςιζηή). Πναβιαημπμζείηαζ ιε ηδκ ίδζα δζαδζηαζία υπςξ ζημοξ ιμκςηήνεξ πμνζεθάκδξ. 5. Δπίδναζδ ημο δθεηηνζημφ πεδίμο ζε οδνμθμαζηή επζθάκεζα. Σμ εθανιμγυιεκμ δθεηηνζηυ πεδίμ πνμηαθεί ηδκ έκςζδ ηςκ ζηαβμκζδίςκ, πμο ανίζημκηαζ ζε ιζηνή απυζηαζδ ιεηαλφ ημοξ, ζε ιία ιεβάθδ ζηαβυκα κδιαημεζδμφξ ιμνθήξ. Ο ιδπακζζιυξ 22

33 ηδξ οπενπήδδζδξ δζανηεί πενζζζυηενμ ζε ιία οδνμθμαζηή επζθάκεζα ελαζηίαξ ημο πνυκμο πμο απαζηείηαζ βζα κα ζπδιαηζζηεί ιία αβχβζιδ δζαδνμιή ιε κδιαημεζδείξ ζηαβυκεξ. Δπίζδξ, ημ ημπζηυ δθεηηνζηυ πεδίμ πνέπεζ κα έπεζ ζηακή ηζιή χζηε κα ζπδιαηζζημφκ μζ κδιαημεζδείξ ζηαβυκεξ. 6. Μενζηέξ εηηεκχζεζξ ζε οδνμθμαζηέξ επζθάκεζεξ. Οζ κδιαημεζδείξ ζηαβυκεξ ιεζχκμοκ ηδκ απυζηαζδ ιεηαλφ ηςκ άηνςκ ημο ιμκςηζημφ αολάκμκηαξ ημ δθεηηνζηυ πεδίμ ιεηαλφ ηςκ βεζημκζηχκ κδιαημεζδχκ ζηαβυκςκ. Όηακ δ ηάζδ απμηηήζεζ ηαηάθθδθδ ηζιή ηυηε ιπμνεί κα ζοιαμφκ επζθακεζαηέξ εηηεκχζεζξ. 7. Δλαζεέκζζδ ηδξ οδνμθμαζηυηδηαξ. Οζ εηηεκχζεζξ ηαηαζηνέθμοκ έκα θεπηυ ζηνχια πμθοιενμφξ βφνς απυ ηα ζηαβμκίδζα ηαζ ιεζχκμοκ ηδκ οδνμθμαζηυηδηα πενζζηνέθμκηαξ ή ζπάγμκηαξ ηζξ πμθοιενείξ αθοζίδεξ. Ζ απχθεζα ή δ ελαζεέκζζδ ηδξ επζθακεζαηήξ οδνμθμαζηυηδηαξ έπεζ ςξ απμηέθεζια ηδκ ελάπθςζδ ηςκ ζηαβυκςκ ηαζ ημκ ζπδιαηζζιυ εκυξ ζοκεπμφξ αβχβζιμο οιεκίμο επζηνέπμκηαξ ηδκ νμή ημο νεφιαημξ δζαννμήξ. 8. πδιαηζζιυξ λδνήξ γχκδξ. Οζ λδνέξ γχκεξ ζπδιαηίγμκηαζ υπςξ ηαζ ζημοξ ιμκςηήνεξ πμνζεθάκδξ. Ζ πνμηφπημοζα δναζηδνζυηδηα πνμηαθεί επζθακεζαηή δζάανςζδ, ηδξ μπμίαξ μ νοειυξ ελανηάηαζ απυ ημκ ηνυπμ ζπδιαηζζιμφ ημο ζοβηεηνζιέκμο οθζημφ, ηαζ ζοιαάθθεζ ζηδ βήνακζδ. 9. Απμηαηάζηαζδ ηδξ οδνμθμαζηυηδηαξ. Ζ δζαδζηαζία απμηαηάζηαζδξ ελανηάηαζ απυ ημ οθζηυ, ημκ ηνυπμ ζπδιαηζζιμφ ημο, ημκ ζπεδζαζιυ ημο ιμκςηήνα ηαζ ημ πενζαάθθμκ. 10. Δπακάθδρδ ημο ηφηθμο βήνακζδξ. Ζ επακάθδρδ ημο ηφηθμο βήνακζδξ πνμηαθεί επζπθέμκ φβνακζδ ηαζ πζεακυκ δζάανςζδ ηδξ επζθάκεζαξ, θαζκυιεκα ηα μπμία εκζζπφμκηαζ απυ πδιζηέξ ακηζδνάζεζξ ηαζ ημπζηή άκμδμ ηδξ εενιμηναζίαξ. Καηά ηδ δζάνηεζα εηηέκςζδξ δ εενιμηναζία ζε ηάπμζα ζδιεία ιπμνεί κα θεάζεζ ημοξ 400μC. 11. Τπενπήδδζδ. Ζ οπενπήδδζδ, ζοκεπχξ, ιπμνεί κα ζοιαεί αημθμοεχκηαξ ηδκ ίδζα δζαδζηαζία υπςξ ζε ιμκςηήνεξ πμνζεθάκδξ εάκ δ επζθάκεζα βίκεζ οδνυθζθδ. Οζ οδνυθμαεξ επζθάκεζεξ ακηζζηέημκηαζ πενζζζυηενμ ζηδ νμή ημο νεφιαημξ δζαννμήξ απυ ηζξ οδνυθζθεξ επζθάκεζεξ ηαζ απαζημφκ ορδθυηενμ νεφια δζαννμήξ ηαζ ακηίζημζπδ έηθοζδ εκένβεζαξ πνμηεζιέκμο κα λεηζκήζεζ οπενπήδδζδ. Αοηυξ είκαζ μ θυβμξ βζα ημκ μπμίμ μζ πμθοιενείξ ιμκςηήνεξ πανμοζζάγμοκ ιεβαθφηενδ ηάζδ οπενπήδδζδξ απυ ημοξ ιμκςηήνεξ πμνζεθάκδξ. Όπςξ ακαθένεδηε ηαζ ζημοξ πμνζεθάκζκμοξ ιμκςηήνεξ, υθμζ μζ παναπάκς ιδπακζζιμί πνέπεζ κα ζοιαμφκ δζαδμπζηά βζα κα μδδβήζμοκ ζε οπενπήδδζδ. Δάκ δ δζαδζηαζία δζαημπεί, βζα πανάδεζβια θυβς επακάηηδζδξ ηδξ επζθακεζαηήξ οδνμθμαζηυηδηαξ, δ οπενπήδδζδ δεκ θαιαάκεζ πχνα. 23

34 1.7.3 Σξόπνη κεηξηαζκνύ ηνπ θαηλνκέλνπ ηεο ππεξπήδεζεο Μμκςηήνεξ πμνζεθάκδξ Οζ πνήζηεξ θαιαάκμοκ ανηεηά ιέηνα χζηε κα ιεζχζμοκ ηδ ζοπκυηδηα ηςκ οπενπδδήζεςκ ζε πμνζεθάκζκμοξ ιμκςηήνεξ. Αοηά είκαζ [15]: 1. Δπέηηαζδ ημο ιήημοξ. Πμθοιενείξ δίζημζ εβηαείζηακηαζ αηνζαχξ πάκς απυ ημοξ δίζημοξ ημο πμνζεθάκζκμο ιμκςηήνα πνμηεζιέκμο κα αολδεεί ημ ιήημξ ενποζιμφ ηαζ κα πνμζηεεεί δ ζδζυηδηα ηδξ οδνμθμαζηυηδηαξ. 2. Πθφζζιμ. Οζ ιμκςηήνεξ είκαζ δοκαηυ κα πθοεμφκ, είηε εκηυξ θεζημονβίαξ, είηε εηηυξ θεζημονβίαξ, ιε ηδ πνήζδ κενμφ οπυ ορδθή πίεζδ. Δπεζδή, υιςξ, ημ πθφζζιμ ηςκ ιμκςηήνςκ απμηεθεί ιία δαπακδνή δζαδζηαζία πνέπεζ κα πναβιαημπμζείηαζ ηαηυπζκ ζςζημφ πνμβναιιαηζζιμφ. 3. Πμθφπθμημ ζπήια ημο ιμκςηζημφ οθζημφ. Δίκαζ δζαεέζζιμζ ιμκςηήνεξ, ιε ορδθυηενμ ηυζημξ, μζ μπμίμζ θυβς ημο ζπήιαηυξ ημοξ ακηζζηέημκηαζ ζηδκ εκαπυεεζδ νφπακζδξ. 4. Δπζθακεζαηέξ επζζηνχζεζξ. Γνάζμ ή πμθοιενήξ επίζηνςζδ εθανιυγεηαζ ζηδκ πμνζεθάκδ πνμηεζιέκμο κα αεθηζςεμφκ μζ ζδζυηδηέξ ηδξ οπυ ζοκεήηεξ νφπακζδξ. Ζ αεθηίςζδ ηςκ ζδζμηήηςκ ηδξ ηαζ δ δζάνηεζα ιέπνζ κα απαζηδεεί επακάθδρδ ηδξ επίζηνςζδξ ελανηχκηαζ απυ ηδκ πμζυηδηα ημο επζζηνχιαημξ, ηδκ εθανιμβή ημο ηαζ ηζξ ημπζηέξ ζοκεήηεξ νφπακζδξ. 5. Τάθςζδ. Μία ιδ αβχβζιδ ή διζαβχβζιδ οάθςζδ δζαηδνεί ιία ιεβάθδ πενζμπή ηδξ επζθάκεζαξ λδνή ηαηά ηδ δζάνηεζα ηδξ θοζζηήξ φβνακζδξ. ε αοημφξ ημο ιμκςηήνεξ, υιςξ, δζανηή νεφιαηα δζαννμήξ μδδβμφκ ζε ιεβάθεξ απχθεζεξ ζζπφμξ. Ζ θεμνά ηδξ οάθςζδξ ηαζ δ έηθοζδ εενιυηδηαξ είκαζ, επίζδξ, ιεβάθα πνμαθήιαηα αοηχκ ηςκ ιμκςηήνςκ. Πμθοιενείξ ιμκςηήνεξ ηα πμθοιενή οθζηά ζπάκζα πνδζζιμπμζμφκηαζ πνυζεεηα ιέηνα βζα ηδκ απμθοβή οπενπδδήζεςκ. Απαζηείηαζ, υιςξ, ζδζαίηενδ πνμζμπή ηαηά ηδ δδιζμονβία ημο οθζημφ ηαζ ημ ζπεδζαζιυ ημο ιμκςηήνα [19, 20].Σα πμθοιενή ιμκςηζηά οθζηά είκαζ απαναίηδημ κα έπμοκ δφμ αιοκηζημφξ ιδπακζζιμφξ ηαηά ηδξ νφπακζδξ ηαζ ηαη επέηηαζδ ηδξ δδιζμονβίαξ οπενπδδήζεςκ. Αοημί είκαζ: 1. Έθεβπμξ ημο νεφιαημξ δζαννμήξ. Δπεζδή είκαζ πζεακυ κα ζοιαεί θεμνά ημο οθζημφ ηαηά ηδ δζάνηεζα ηδξ θεζημονβίαξ, έκαξ αιοκηζηυξ ιδπακζζιυξ είκαζ μ πενζμνζζιυξ ημο νεφιαημξ δζαννμήξ. Δάκ ημ νεφια δζαννμήξ δεκ έπεζ ζηακή ηζιή, χζηε κα πνμηαθέζεζ λήνακζδ ημο δθεηηνμθφηδ ηαζ δδιζμονβία λδνχκ γςκχκ, ηυηε μ ιδπακζζιυξ ηδξ 24

35 οπενπήδδζδξ δεκ ιπμνεί κα ελεθζπεεί. Σμ παναπάκς ιπμνεί κα επζηεοπεεί, ηυζμ ιε ηδκ επζθμβή ημο ηαηάθθδθμο οθζημφ, υζμ ηαζ ιε ημκ ηαηάθθδθμ ζπεδζαζιυ ημο ιμκςηήνα. 2. Ακημπή ζηδ δζάανςζδ. Σα πμθοιενή οθζηά δεκ εα πνέπεζ κα οθίζηακηαζ ζδιακηζηή δζάανςζδ ηαηά ηδ δζάνηεζα πενζυδςκ, ηαηά ηζξ μπμίεξ δ επζθακεζαηή δναζηδνζυηδηα ιπμνεί κα πνμηαθέζεζ απχθεζα ηδξ οδνμθμαζηυηδηαξ. Δζδζηά, οθζηά, πμο έπμοκ ηδκ ηάζδ κα ακαηημφκ ηδκ οδνμθμαζηυηδηα ημοξ, πνέπεζ κα ακηέπμοκ πενζυδμοξ επζθακεζαηήξ δναζηδνζυηδηαξ πςνίξ κα οθίζηακηαζ ζδιακηζηή δζάανςζδ. Έκα πμθοιενέξ οθζηυ, ημ μπμίμ δεκ έπεζ ηαθή ακημπή ζηδ δζάανςζδ, δεκ ιπμνεί κα ημπμεεηδεεί ζε πενζμπή ιε έκημκδ νφπακζδ βζαηί εα μδδβδεεί ζε πνυςνδ αθάαδ. Έκα οθζηυ ιε ιεβάθδ ακημπή ζηδ δζάανςζδ, αηυια ηζ ακ πάζεζ ηδκ οδνμθμαζηυηδηά ημο, οπενηενεί εκυξ οθζημφ, ημ μπμίμ ιπμνεί κα επακαηηήζεζ ηδκ οδνμθμαζηυηδηά ημο, αθθά έπεζ ιζηνή ακημπή ζηδ δζάανςζδ. 1.8 Η ειεθηξηθή δηάζπαζε Χξ απμηέθεζια ηδξ φπανλδξ ηάπμζμο ααειμφ δθεηηνζηήξ αβςβζιυηδηαξ ζηα ιμκςηζηά οθζηά, ειθακίγεηαζ δθεηηνζηυ νεφια ζημ εζςηενζηυ ημοξ. Ανπζηά οπάνπεζ ιζα πενζμπή υπμο δ έκηαζδ ημο νεφιαημξ πανμοζζάγεζ ιζα ζπεηζηά ιζηνή ηζιή πενίπμο ακάθμβδ πνμξ ηδκ ηάζδ ηαζ δ μπμία, ηονίςξ μθείθεηαζ ζηα θίβα εθεφεενα δθεηηνυκζα ηαζ ζηζξ πνμζιίλεζξ ημο ιμκςηζημφ ζχιαημξ. ηδ ζοκέπεζα αημθμοεεί δ πενζμπή ηυνμο, υπμο δ έκηαζδ ημο νεφιαημξ δζαηδνείηαζ πενίπμο ζηαεενή, δζυηζ ημ πθήεμξ ηςκ θμνέςκ ιεηαθμνάξ ημο δθεηηνζημφ νεφιαημξ πμο εηπέπμκηαζ απυ ηα δθεηηνυδζα ή πμο δδιζμονβεί ημ πεδίμ ζμκίγμκηαξ ηα ζοζηαηζηά ημο ζχιαημξ ακηζζηαειίγεηαζ πενίπμο απυ ημ πθήεμξ ημοξ πμο ελμοδεηενχκεηαζ ζηα δθεηηνυδζα (μζ θμνείξ δζα ιέζμο ημο ζχιαημξ ζημ μπμίμ επζαάθθεηαζ ηάζδ ηαηεοεφκμκηαζ απυ ημ έκα δθεηηνυδζμ ζημ άθθμ υπμο ηαζ ελμοδεηενχκμκηαζ θυβς ακηίεεημο θμνηίμο). Ζ πενζμπή αοηή ηςκ ηάζεςκ μκμιάγεηαζ ηαζ πενζμπή ζμκζζιμφ. Σέθμξ, ιε ηδκ αφλδζδ ηδξ ηάζδξ πένα απυ ιία ηνίζζιδ ηζιή Vδ, πμο μκμιάγεηαζ ηάζδ δζάζπαζδξ, δ έκηαζδ ημο νεφιαημξ αολάκεζ απυημια ηαζ βίκεηαζ ακελέθεβηηδ. Διθακίγεηαζ δδθαδή, ημ θαζκυιεκμ ηδξ δθεηηνζηήξ (ή δζδθεηηνζηήξ) δζάζπαζδξ ημο ιμκςηζημφ [21]. Μαγί ιε ηδκ εηηέκςζδ ζζπονμφ δθεηηνζημφ νεφιαημξ δζαιέζμο ημο ιμκςηζημφ, δ δθεηηνζηή δζάζπαζδ ζοκμδεφεηαζ ιε ηδκ οπενεένιακζδ ημο ζχιαημξ ηαζ ιε θςηεζκά θαζκυιεκα. Δζδζηυηενα, ζηα ζηενεά ιμκςηζηά οθζηά ζοβπνυκςξ ιε ηδκ δθεηηνζηή δζάζπαζδ πναβιαημπμζείηαζ ηαζ δ δζάηνδζδ ημο ζχιαημξ. Γδθαδή, δ ιεβάθδ εενιμηναζία πμο δδιζμονβεί δ δζέθεοζδ ημο πμθφ έκημκμο νεφιαημξ ηδξ δζάζπαζδξ πνμηαθεί ημπζηά ηδκ ηήλδ, ηαφζδ ή ελάπκςζδ ημο οθζημφ ηαζ έπεζ ζακ απμηέθεζια ημ ζπδιαηζζιυ ιζαξ θεπηήξ ηνφπαξ ζημ ζχια ηαηά ιήημξ ημο πεδίμο. Πνμηαθείηαζ, επμιέκςξ, ηαηαζηνμθή ημο οθζημφ ηαζ ιυκζιδ απχθεζα ηδξ ιμκςηζηήξ ημο ζηακυηδηαξ. Ακηίεεηα, ζηα αένζα ηαζ οβνά ιμκςηζηά δ δζάζπαζδ δεκ πνμηαθεί ζμαανή ιυκζιδ αθάαδ αθμφ 25

36 ακ ζηδ ζοκέπεζα ιεζςεεί δ ηάζδ ηάης απυ ηδκ ηνίζζιδ ηζιή έπμοιε απμηαηάζηαζδ ηςκ ιμκςηζηχκ ζοκεδηχκ. Ζ πεδζαηή έκηαζδ Δ δ, ζηδκ μπμία ακηζζημζπεί δ ηάζδ δζάζπαζδξ V δ, μκμιάγεηαζ δζδθεηηνζηή ακημπή. Γδθαδή [21]: V d (1.6) υπμο: d είκαζ ημ πάπμξ ημο ιμκςηζημφ ζχιαημξ ημ μπμίμ οπυηεζηαζ ζε δζάζπαζδ. Γζα έκα ιμκςηζηυ ζχια, ζακ δζδθεηηνζηή ακημπή μνίγεηαζ δ ηζιή ηδξ έκηαζδξ ημο δθεηηνζημφ πεδίμο δζα ιέζμο ηδξ ιάγαξ ημο πένα απυ ηδκ μπμία έπμοιε απχθεζα ηδξ ιμκςηζηήξ ημο ζηακυηδηαξ. Αλίγεζ κα ζδιεζςεεί υηζ δ δζδθεηηνζηή ακημπή ηςκ ιμκςηζηχκ ζςιάηςκ είκαζ έκα θοζζηυ ιέβεεμξ ημ μπμίμ ελανηάηαζ απυ πανάβμκηεξ, υπςξ είκαζ ημ οθζηυ ηαζ ημ ζπήια ηςκ δθεηηνμδίςκ, μ νοειυξ αφλδζδξ ηδξ επζααθθυιεκδξ ηάζδξ, δ ιδπακζηή ηαηαπυκδζδ ημο ζχιαημξ η.α. 1.9 Οη δηάθνξεο κνξθέο ειεθηξηθώλ εθθελώζεσλ Οζ δζάθμνεξ ιμνθέξ δθεηηνζηχκ εηηεκχζεςκ ζε αένζα ζχιαηα, ακάθμβα ιε ηδκ πίεζδ ημο αενίμο, ηδ εενιμηναζία ηςκ δθεηηνμδίςκ, ηδκ έκηαζδ ημο πεδίμο η.θ.π. παναηίεεκηαζ παναηάης: (α) Δηηέκςζδ αίβθδξ, (α) Δηηέκςζδ εοζάκμο ζε ιμνθή ζπζκεήνα, (β) Δηηέκςζδ ηυλμο (δ) ηειιαηυιμνθδ εηηέκςζδ (ημνχκα) ηδκ πενζμπή ηδξ ηάεε εηηέκςζδξ ιεζχκεηαζ δ πεδζαηή έκηαζδ ηαζ ακαζηέθθεηαζ έηζζ μ ζπδιαηζζιυξ βεζημκζηχκ εοζάκςκ. ε ηαεανυ ηαζ θείμ αβςβυ ειθακίγεηαζ ιία θςηεζκή αίβθδ βζα ιία ηζιή ηδξ ηάζεςξ εκδεζηκουιεκδξ ηζιήξ Ui, δ μπμία ηαθείηαζ «ηάζδ εκάνλεςξ». ε αηάεανημ αβςβυ ειθακίγμκηαζ εφζακμζ. Όηακ δ ηάζδ ημο αβςβμφ θεάζεζ ηδκ ηζιή Ui, μζ εοζακμεζδείξ εηηεκχζεζξ βίκμκηαζ ζοκεπείξ ηαζ ηαθφπημοκ ημκ αβςβυ οπυ ιμνθή θςηεζκήξ αίβθδξ. Σαοηυπνμκα ιε ηδκ ειθάκζζδ ηδξ αίβθδξ ανπίγεζ κ αολάκεζ ηαζ δ πςνδηζηυηδηα ημο αβςβμφ πνμξ ηδ βδ, βζαηί αολάκεζ δ θαζκυιεκδ δζάιεηνυξ ημο. Συζμ δ αίβθδ υζμ ηαζ μζ εφζακμζ εκζζπφμκηαζ ιε ηδκ αφλδζδ ηδξ ηάζεςξ, πνμηαθμφκ απχθεζεξ ζζπφμξ ηαζ, εάκ μζ εκ θυβς εηηεκχζεζξ είκαζ ζοζηδιαηζηέξ ηαζ ιεβάθδξ έκηαζδξ, ιπμνμφκ κα πνμηαθέζμοκ ηδ δζάανςζδ ημο αβςβμφ, θυβς ζπδιαηζζιμφ μλεζδίςκ ζηδκ επζθάκεζά ημο [22]. 26

37 Κεφάλαιο 2 Η ηδηόηεηα ηεο πδξνθνβηθόηεηαο Μειέηε ειεθηξηθνύ πεδίνπ παξνπζία ύδαηνο ζηελ πδξόθνβε επηθάλεηα κε θεξακηθνύ κνλσηήξα 2.1 Καηάηαμε πδξνθνβηθόηεηαο κε θεξακηθώλ κνλσηήξσλ Ζ οδνμθμαζηυηδηα πενζβνάθεζ ηδκ ζηακυηδηα ηδξ δζαανελζιυηδηαξ ιίαξ επζθάκεζαξ. Έκα απυ ηα ζδιακηζηυηενα πθεμκεηηήιαηα ηςκ πμθοιενχκ ιμκςηήνςκ είκαζ δ οδνυθμαδ επζθάκεζά ημοξ. Γζα ημ θυβμ αοηυ ζηδ αζαθζμβναθία [26-30] πμθθμί είκαζ αοημί πμο έπμοκ αζπμθδεεί ιε ηδκ ζδζυηδηα ηδξ οδνμθμαζηυηδηαξ Καηάηαμε πδξνθνβηθόηεηαο ζύκθσλα κε ηνλ STRI, Hydrophobicity Classification Guide, 1992 [31] Tμ 1992 [31] δδιζμονβήεδηε έκαξ μδδβυξ ηαηάηαλδξ ηςκ πμθοιενχκ ιμκςηήνςκ ακάθμβα ιε ημ πμζμζηυ οδνμθμαζηυηδηαξ πμο πανμοζζάγμοκ. φιθςκα ιε ημκ παναπάκς μδδβυ ηαηάηαλδξ ηδξ οδνμθμαζηυηδηαξ, δ οπενμπή ζηδκ απυδμζδ ζε δθεηηνζηυ πεδίμ ηςκ ζοκεεηζηχκ ιμκςηήνςκ ηαζ ηςκ επζηαθοιιέκςκ ιε πδιζηά ιμκςηήνςκ (π.π. ιε νδηίκεξ) πνμένπεηαζ απυ ηδκ οδνμθμαζηυηδηα ηςκ επζθακεζχκ ημοξ (απχεδζδ ημο φδαημξ). Ζ οδνμθμαζηυηδηα εα ιεηααθδεεί ιε ημ πνυκμ θυβς ηδξ έηεεζδξ ζημ ελςηενζηυ πενζαάθθμκ ηαζ ηςκ ιενζηχκ εηηεκχζεςκ (corona). Έπμοκ μνζζηεί επηά ηαηδβμνίεξ οδνμθμαζηυηδηαξ (Hydrophobicity Classification 1-7). Ζ ηαηδβμνία 1 ακηζζημζπεί ζε ιία εκηεθχξ οδνυθμαδ (οδνμ-απςεδηζηή) επζθάκεζα ηαζ δ ηαηδβμνία 7 ζε ιία ηεθείςξ οδνυθζθδ (ιε εοημθία δζαανμπήξ) επζθάκεζα. Αοηέξ μζ ηάλεζξ πανέπμοκ ιία ηζιή ηδξ ηαηάζηαζδξ δζαανμπήξ ιζαξ επζθάκεζαξ ηαζ είκαζ ζδζαζηένςξ ηαηάθθδθεξ βζα έκακ βνήβμνμ ηαζ εφημθμ έθεβπμ ηςκ ιμκςηήνςκ ζε δθεηηνζηυ πεδίμ. 27

38 Απαηηνύκελνο εμνπιηζκόο Ο ιμκαδζηυξ ελμπθζζιυξ πμο απαζηείηαζ είκαζ έκα ημζκυ ιπμοηάθζ ρεηαζιμφ ημ μπμίμ ιπμνεί κα πανάβεζ ηδκ μιίπθδ απυ φδςν (ζπήια 2.1). Σμ ιπμοηάθζ ρεηαζιμφ βειίγεηαζ ιε κενυ ανφζδξ. Όιςξ ημ κενυ δεκ εα πνέπεζ κα πενζέπεζ πδιζηά ή απμννοπακηζηά, ηαζεκενβέξ μοζίεξ, μνβακζημφξ δζαθφηεξ. οιπθδνςιαηζηυξ ελμπθζζιυξ πμο δφκαηαζ κα αμδεήζεζ ηδκ ηαηάηαλδ είκαζ έκαξ ιεβεεοκηζηυξ θαηυξ, ιία θάιπα ηαζ ιία ιεηνδηζηή ηαζκία. ρήκα 2.1: Πανάδεζβια ηαηάθθδθμο δμπείμο ρεηαζιμφ βζα ημκ έθεβπμ. Μεζνδνινγία δνθηκήο Ζ εθεβπυιεκδ πενζμπή πνέπεζ κα είκαζ cm2. Δάκ αοηή δ απαίηδζδ δεκ πθδνείηαζ ηυηε πνέπεζ κα ακαθενεεί ζημ θφθθμ εθέβπμο. Φεηάγεηαζ ιία έςξ δφμ θμνέξ εκηυξ δεοηενμθέπημο απυ ιία απυζηαζδ ηςκ 25 ±10 cm. Ο ρεηαζιυξ ζοκεπίγεηαζ βζα 20 έςξ 30 δεοηενυθεπηα. Ζ ηαηάηαλδ ζε ηάπμζα ηαηδβμνία οδνμθμαζηυηδηαξ εα πνέπεζ κα απμδμεεί ιέζα ζε 10 δεοηενυθεπηα ιεηά ηδκ μθμηθήνςζδ ημο ρεηαζιμφ. Κξηηήξηα Ζ πναβιαηζηή ειθάκζζδ απυ πθεονάξ δζαανμπήξ επάκς ζημ ιμκςηήνα εα πνέπεζ κα πνμζδζμνζζηεί ιε ιία απυ ηζξ επηά ηαηδβμνίεξ οδνμθμαζηυηδηαξ (HC), πμο είκαζ 28

39 ιία ηζιή απυ ημ έκα έςξ ημ επηά. Σα ηνζηήνζα βζα ηζξ δζαθμνεηζηέξ ηαηδβμνίεξ δίκμκηαζ ζημκ πίκαηα 2.1. Υαναηηδνζζηζηέξ θςημβναθίεξ ηςκ επζθακεζχκ ιε δζαθμνεηζηέξ ζδζυηδηεξ δζαανελζιυηδηαξ θαίκμκηαζ παναηάης. Πίλαθαο 2.1: Κνζηήνζα ηαηάηαλδξ οδνμθμαζηυηδηαξ (HC) HC Πενζβναθή 1 Μυκμκ εοδζάηνζηεξ ζηαβυκεξ ζπδιαηίγμκηαζ. εr=80º ή ηαζ ιεβαθφηενδ βζα ηδκ πθεζμρδθία ηςκ ζηαβυκςκ. 2 Μυκμκ εοδζάηνζηεξ ζηαβυκεξ ζπδιαηίγμκηαζ. 50º<εr<80º βζα ηδκ πθεζμρδθία ηςκ ζηαβυκςκ. 3 Μυκμκ εοδζάηνζηεξ ζηαβυκεξ ζπδιαηίγμκηαζ. 20º<εr<50º βζα ηδκ πθεζμρδθία ηςκ ζηαβυκςκ. οκήεςξ δεκ έπμοκ πθέμκ ζθαζνζηυ ζπήια. 4 Συζμ εοδζάηνζηεξ ζηαβυκεξ υζμ ηαζ οβνά ίπκδ απυ οδάηζκεξ μδμφξ παναηδνμφκηαζ (πενίπμο εr=0º). Σεθείςξ οβνέξ πενζμπέξ <2cm2. Όθα ηα παναπάκς ιαγί ηαθφπημοκ <90% ηδξ ελεηαγυιεκδξ πενζμπήξ. 5 Κάπμζεξ ηεθείςξ οβνέξ πενζμπέξ >2cm2, ηαθφπημοκ <90% ηδξ ελεηαγυιεκδξ πενζμπήξ. 6 Τβνέξ πενζμπέξ ηαθφπημοκ >90% ηδξ ελεηαγυιεκδξ πενζμπήξ, θίβεξ πενζμπέξ πμο δεκ έπμοκ δζαανέπεζ (ζηαβυκεξ/ίπκδ) παναηδνμφκηαζ αηυιδ. 7 Έκα ζοκεπέξ οδάηζκμ οιέκζμ παναηδνείηαζ ζ μθυηθδνδ ηδκ ελεηαγυιεκδ πενζμπή. Δπίζδξ δ βςκία επαθήξ (ε) ιεηαλφ ηςκ ζηαβυκςκ φδαημξ ηαζ ηδξ επζθάκεζαξ πνέπεζ κα ζοκοπμθμβίγεηαζ. Ζ βςκία επαθήξ πνμζδζμνίγεηαζ ζημ ζπήια 2.2. ημ ζπήια 2.2 οπάνπμοκ δφμ δζαθμνεηζηέξ βςκίεξ επαθήξ, δ αφλμοζα (advancing) βςκία επαθήξ (εa) ηαζ δ θείκμοζα (receding) βςκία επαθήξ (εr). Με ιία ζηαβυκα πανμοζζάγμκηαζ αοηέξ μζ βςκίεξ επάκς ζε ιία επζθάκεζα οπυ ηθίζδ (ζπήια 2.2).Ζ θείκμοζα βςκία είκαζ πζμ ζδιακηζηή υηακ πνέπεζ κα εηηζιδεμφκ μζ ζδζυηδηεξ ηδξ 29

40 δζαανελζιυηδηαξ εκυξ ιμκςηήνα. Ζ βςκία ηθίζδξ ηδξ επζθάκεζαξ επδνεάγεζ ηδ βςκία εr αθθά δεκ ζοκδείγεηαζ κα θαιαάκεηαζ οπυρδ ηαηά ηδ ιέηνδζδ. ρήκα 2.2: (α) μνζγυκηζμ επίπεδμ, (α) επίπεδμ οπυ ηθίζδ, υπμο εa = αφλμοζα βςκία, εr = θείκμοζα βςκία 30

41 ρήκα 2.3: Υαναηηδνζζηζηά Παναδείβιαηα επζθακεζχκ ιε ηάλεζξ οδνμθμαζηυηδηαξ απυ 1 έςξ 6 (θοζζηυ ιέβεεμξ) ηδ ζοκέπεζα παναηίεεηαζ ημ θφθθμ εθέβπμο υπςξ εα πνέπεζ κα ζοκηάζζεηαζ ζφιθςκα ιε ημκ μδδβυ STRI, Hydrophobicity Classification Guide, 1992 [31]. Φύιιν Διέγρνπ Σμ θφθθμ εθέβπμο εα πνέπεζ κα πενζθαιαάκεζ ηζξ παναηάης πθδνμθμνίεξ: 1. Γεκζηέξ πθδνμθμνίεξ. Σμπμεεζία, ζηαειυξ, βναιιή. Ζιενμιδκία ηαζ πνυκμξ ηδξ ηαηάηαλδξ Καζνζηέξ ζοκεήηεξ (εενιμηναζία, άκειμξ, ηαείγδζδ) Σεθέζεδ απυ 31

42 2. Ακηζηείιεκμ εθέβπμο Σφπμξ ιμκςηήνα Σαοηυηδηα (ανζειυξ ακηζηεζιέκμο, εέζδ) Σάζδ Ζιενμιδκία εβηαηάζηαζδξ ή εθανιμβή επζηάθορδξ (είδμξ επζηάθορδξ) Γςκίεξ 3. Καηδβμνία οδνμθμαζηυηδηαξ Καηδβμνία οδνμθμαζηυηδηαξ βζα δζάθμνεξ εέζεζξ (ανζειυξ δίζημο): ηαηά ιήημξ ημο ιμκςηήνα (βζα ιμκςηήνεξ ιε πμθθμφξ δίζημοξ ιπμνμφκ κα εθεβπεμφκ ιυκμκ μνζζιέκμζ δίζημζ επάκς, ζηδ ιέζδ ηαζ ζημ ηάης ιένμξ ημο ιμκςηήνα), ηαηά ιήημξ ηδξ επζθάκεζαξ ζε ηάεε δζαδμπή δίζηςκ (ρδθά, παιδθά, πονήκαξ, ιεβάθμξ δίζημξ, ιζηνυξ δίζημξ, η.θ.π.). Γζαθμνέξ (εάκ οπάνπμοκ) βφνς απυ ηδκ πενίιεηνμ ημο ιμκςηήνα. Σμ ζπέδζμ ημο θφθθμο εθέβπμο δίκεηαζ ζηδ πανάβναθμ [31]. Ζ ηαηάηαλδ ηδξ οδνμθμαζηυηδηαξ είκαζ πμθφ δφζημθμ κα δζελαπεεί ζε πενζμπέξ ιε ορδθμφξ ακέιμοξ. Δάκ πανμοζζάγμκηαζ ηέημζμο είδμοξ δοζημθίεξ ή άθθεξ, αοηέξ εα πνέπεζ κ ακαθένμκηαζ ζημ θφθθμ εθέβπμο. Ζ θυνια ημο θφθθμο εθέβπμο είκαζ πνμηζιυηενμ κα είκαζ ζπεδζαζιέκδ ηαζ ημπμεεηδιέκδ ζημ πχνμ πμο εα δζελαπεεί μ έθεβπμξ χζηε κα είκαζ εοημθυηενδ δ εββναθή ηςκ παναηδνήζεςκ ηαηά ηδ δζάνηεζα ημο εθέβπμο Τζηέξεζε γσλίαο επαθήο Οζ πναβιαηζηέξ επζθάκεζεξ είκαζ ζοκήεςξ ηναπείξ ηαζ ηαηά ηδ ζφζηαζή ημοξ εηενμβεκείξ. Μζα οβνή ζηαβυκα δ μπμία επζηάεεηαζ ζε ιζα ηέημζα επζθάκεζα ιπμνεί κα ιείκεζ ζε ιία ζηαεενή ζζμννμπία (παιδθή εθεφεενδ εκένβεζα), ή ζε ιία ιεηαααηζηή ζζμννμπία (ιεηαλφ δφμ βεζημκζηχκ εκενβεζαηχκ ηαηαζηάζεςκ). Ζ βςκία ζζμννμπίαξ ε e ακηζζημζπεί ζηδκ ηαηάζηαζδ παιδθυηενδξ εκένβεζαξ βζα ημ ζφζηδια. ε ιία ζδακζηά θεία ηαζ ζοκεεηζηά μιμβεκή επζθάκεζα, δ βςκία επαθήξ ζηδκ ζζμννμπία είκαζ δ εζςηενζηή βςκία επαθήξ ε μ. Ζ εζςηενζηή βςκία επαθήξ ζπεηίγεηαζ ιε δζάθμνεξ δζεπζθακεζαηέξ ηάζεζξ ζφιθςκα ηαζ ιε ηδκ ελίζςζδ Young (2.1): cos (2.1) LV SV SL υπμο β LV είκαζ δ επζθακεζαηή ηάζδ ημο οβνμφ ζε ζζμννμπία ιε ημκ ηεημνεζιέκμ αηιυ ημο, β SV δ επζθακεζαηή ηάζδ ημο ζηενεμφ ζε ζζμννμπία ιε ημκ ηεημνεζιέκμ αηιυ ημο οβνμφ ηαζ β SL είκαζ δ δζεπζθακεζαηή ηάζδ ιεηαλφ ζηενεμφ ηαζ οβνμφ. 32

43 Ζ βςκία επαθήξ ζημ ζδιείμ ζζμννμπίαξ επάκς ζε ιία ηναπζά επζθάκεζα ή ζε ιία εηενμβεκή επζθάκεζα ζοπκά δεκ ιπμνεί κα παναηδνδεεί πεζναιαηζηά. Ακηίεεηα, ημ ζφζηδια ζοπκά ανίζηεηαζ ζε ιία ιεηαααηζηή ηαηάζηαζδ, πανμοζζάγμκηαξ ιία ιεηαααηζηή βςκία επαθήξ. ε αοηήκ ηδκ πενίπηςζδ μζ βςκίεξ, αφλμοζα ηαζ θείκμοζα, είκαζ δζαθμνεηζηέξ, ηαζ δ δζαθμνά ημοξ είκαζ βκςζηή ςξ οζηένδζδ. Ζ δζαθμνά (ε a ε r ) δίκεζ ημ ιέβεεμξ ηδξ οζηένδζδξ. Ζ οζηένδζδ ηδξ βςκίαξ επαθήξ αολάκεηαζ ιε ηδκ αφλδζδ ηδξ ηναπφηδηαξ ηδξ επζθάκεζαξ ηαζ ηδξ ακμιμζμβέκεζάξ ηδξ. Θεςνείηαζ έζης ιία ζηαβυκα οβνμφ κα έπεζ ιία ζηαεενή βςκία επαθήξ επάκς ζ έκα μνζγυκηζμ επίπεδμ επζθάκεζαξ. Δάκ δ επζθάκεζα είκαζ ζδακζηά θεία ηαζ μιμβεκήξ, ηυηε δ πνμζεήηδ ιζηνμφ υβημο οβνμφ ζηδ ζηαβυκα εα πνμηαθέζεζ ηδ ιεηαηίκδζδ ημο ιεηχπμο ηδξ ζηαβυκαξ ηαζ εα πνμηφρεζ δ ίδζα βςκία επαθήξ. Αθαίνεζδ ιζηνμφ υβημο οβνμφ απυ ηδ ζηαβυκα εα πνμηαθέζεζ ηδκ οπμπχνδζδ ημο ιεηχπμο ηδξ ζηαβυκαξ, αθθά δ ίδζα βςκία επαθήξ εα πνμηφρεζ λακά. Απυ ηδκ άθθδ πθεονά, εάκ δ επζθάκεζα είκαζ ηναπζά ή εηενμβεκήξ, πνμζεήηδ οβνμφ εα πνμηαθέζεζ αφλδζδ ημο ιεβέεμοξ ηδξ ζηαβυκαξ πςνίξ ηδ ιεηαηίκδζδ ηδξ πενζθένεζάξ ημο, ηαζ δ βςκία επαθήξ εα βίκεζ ιεβαθφηενδ. Όηακ πνμζηίεεηαζ επανηήξ πμζυηδηα οβνμφ, δ ζηαβυκα ιπμνεί λαθκζηά κα ιεηαηζκδεεί. Ζ βςκία ηαηά ηδκ έκανλδ αοηήξ ηδξ λαθκζηήξ ιεηαηίκδζδξ είκαζ δ ιέβζζηδ αφλμοζα βςκία επαθήξ. Αθαίνεζδ οβνμφ ιεζχκεζ ηδ ζθαζνζηυηδηα ηδξ ζηαβυκαξ, ηδκ ζζμπεδχκεζ ζπεδυκ, πςνίξ ηαζ πάθζ κα ιεηαηζκείηαζ δ πενζθένεζα ηδξ, ηαζ δ βςκία επαθήξ βίκεηαζ ιζηνυηενδ. Όηακ αθαζνείηαζ ζηακή πμζυηδηα οβνμφ, ημ ιέηςπμ ηδξ ζηαβυκαξ λαθκζηά ζοζηέθθεηαζ (εάκ υπζ ζηδκ ηζιή ε r =0). Ζ βςκία ηαηά ηδκ έκανλδ ηδξ λαθκζηήξ ζοζημθήξ είκαζ δ εθάπζζηδ θείκμοζα βςκία επαθήξ. ημ ενβαζηήνζμ, δ οδνμθμαζηυηδηα ιπμνεί κα δζενεοκδεεί ιε ηδκ πνμζεήηδ ή ηδκ αθαίνεζδ οβνμφ απυ ηδ ζηαβυκα επάκς ζε ιία μνζγυκηζα επζθάκεζα ηαζ ηδ ιέηνδζδ ηςκ ηζιχκ ιεβίζημο ηαζ εθαπίζημο ηδξ αφλμοζαξ ηαζ ηδξ θείκμοζαξ βςκίαξ. Συζμ δ αφλμοζα υζμ ηαζ δ θείκμοζα βςκία ιπμνμφκ κα ιεηνδεμφκ ζε ιία ζηαβυκα υηακ δ επζθάκεζα είκαζ οπυ ηθίζδ. Συηε μζ βςκίεξ επαθήξ ζπεηίγμκηαζ ιε ηδ βςκία ημο ηεηθζιέκμο επζπέδμο (2.2): mg sin a L (cos cos r ) (2.2) υπμο m είκαζ δ ιάγα ηδξ ζηαβυκαξ, g μ ζοκηεθεζηήξ επζηάποκζδξ ηδξ αανφηδηαξ, α δ βςκία ηδξ ηθίζδξ ημο επζπέδμο, L ημ ιήημξ ηδξ ζηαβυκαξ ηαζ β δ επζθακεζαηή ηάζδ ημο οβνμφ. Ζ βςκία εa ηαζ εr ζηδκ μπμία δ ζηαβυκα λεηζκά κα ηοθά πνμξ ηα ηάης ημο ηεηθζιέκμο επζπέδμο είκαζ ηαζ δ ιέβζζηδ αφλμοζα ηαζ δ εθάπζζηδ θείκμοζα βςκία, ακηίζημζπα. Παν υθ αοηά εάκ δεκ οπάνπεζ οζηένδζδ, δ ζηαβυκα εα ηοθήζεζ ιέπνζ ημ ζδιείμ ημο επζπέδμο ιε ηδ ιζηνυηενδ ηθίζδ [31]. 33

44 2.1.3 Φόξκα θύιινπ ειέγρνπ ζύκθσλα κε ηνλ STRI Guide, 1992 Σμπμεεζία...Ζιενμιδκία:.... Γζάνηεζα:... Σφπμξ Μμκςηήνα..Σαοηυηδηα...Γςκία... Σάζδ ζοζηήιαημξ..ζιενμιδκία εβηαηάζηαζδξ... Καζνζηέξ ζοκεήηεξ: εενιμηναζία...άκειμξ... ηαείγδζδ... πυθζα:... Υμνδβήεδηε απυ: Καηάηαμε ηεο πδξνθνβηθόηεηαο ζύκθσλα κε ην πξόηππν IEC/TS Ζ ηαηάηαλδ ηςκ ιμκςηήνςκ ζφιθςκα ιε ημκ μδδβυ STRI Hydrophobicity Classification Guide, 1992 [31], οζμεεηήεδηε ηαζ απυ ημ πνυηοπμ IEC/TS

45 [11]. ημ ακςηένς πνυηοπμ πενζβνάθμκηαζ ηνεζξ ιέεμδμζ ιέηνδζδξ ηδξ οδνμθμαζηυηδηαξ, μζ μπμίεξ δζαθένμοκ ςξ πνμξ ηδκ αηνίαεζα, ηδκ απθυηδηα ηαζ ημ ιέβεεμξ ηδξ ιεηνμφιεκδξ επζθάκεζαξ εθανιμβήξ. Οζ ιέεμδμζ αοηέξ είκαζ μζ ελήξ: 1. Μέεμδμξ ιέηνδζδξ ηδξ βςκίαξ επαθήξ. Ζ ιέεμδμξ ιέηνδζδξ ηδξ βςκίαξ επαθήξ ζηδνίγεηαζ ζηδκ εηηίιδζδ ηδξ βςκίαξ επαθήξ πμο ζπδιαηίγεηαζ ιεηαλφ ηδξ άηνδξ ιζα ζηαβυκαξ κενμφ ηαζ ηδξ επζθάκεζαξ εκυξ οβνμφ οθζημφ. Ζ βςκία επαθήξ ελανηάηαζ ζδιακηζηά απυ ηδκ ηναπφηδηα ηδξ επζθάκεζαξ, ζοκεπχξ μζ βςκίεξ επαθήξ πμο ιεηνχκηαζ ζε νοπαζιέκεξ επζθάκεζεξ ιπμνεί κα δζαθένμοκ απυ ηζξ βςκίεξ επαθήξ πμο ιεηνμφκηαζ ζε θείεξ, ηαεανέξ ηαζ επίπεδεξ επζθάκεζεξ. Ζ ιέηνδζδ ηδξ βςκίαξ βίκεηαζ ζοκήεςξ ιε ηδ πνήζδ ιεβεεοκηζηήξ ζοζηεοήξ, δ μπμία δζαεέηεζ ααειμκμιδιέκμ βςκζυιεηνμ, ζηενεςιέκδξ ζε έκα πθαίζζμ ιε ιία ζφνζββα βζα εθανιμβή ημο ζηαβμκζδίμο ζημ οπυ ελέηαζδ δμηίιζμ. Έκαξ άθθμξ ηνυπμξ ιέηνδζδξ ηδξ βςκίαξ πενζθαιαάκεζ ιεβέεοκζδ ημο ζηαβμκζδίμο ιε πνήζδ εκυξ πνμαμθέα (πίζς απυ ημ ζηαβμκίδζμ) ηαζ πνμαμθή ηδξ εζηυκαξ ημο ζηαβμκζδίμο πάκς ζε ααειμκμιδιέκμ οπυααενμ. Γζα κα απμηηδεεί ιζα ηαθή έκδεζλδ ηδξ ζηακυηδηαξ φβνακζδξ ημο ιμκςηήνα πνέπεζ κα δζελαπεμφκ πμθθέξ ιεηνήζεζξ ηδξ εθαπημιέκδξ βςκίαξ ζε δζαθμνεηζηέξ πενζμπέξ ηαηά ιήημξ ηαζ βφνς απυ ημ ιμκςηήνα. Μζηνέξ ή ιδδεκζηέξ απμηθίζεζξ βςκζχκ ζε υθεξ ηζξ ιεηνμφιεκεξ πενζμπέξ πνμζδζμνίγμοκ έκα ιμκςηήνα πμο οβναίκεηαζ εφημθα, εζδζηά ακ μζ ανπζηέξ βςκίεξ είκαζ ιζηνέξ ή ιδδεκζηέξ. Ακηίεεηα ιεβάθδ ιείςζδ βςκζχκ δείπκεζ υηζ μ ιμκςηήναξ είκαζ οδνμθμαζηυξ. 2. Μέεμδμξ ιέηνδζδξ επζθακεζαηήξ ηάζδξ. Ο πνμζδζμνζζιυξ ηδξ επζθακεζαηήξ ηάζδξ εκυξ ιμκςηήνα ααζίγεηαζ ζημ βεβμκυξ υηζ ζηαβυκεξ απυ δζαθμνεηζηά οβνά μνβακζηά ιίβιαηα έπμοκ δζαθμνεηζηή ζηακυηδηα φβνακζδξ ηδξ επζθάκεζαξ ημο ιμκςηήνα. Κάεε ίπκμξ εκενβχκ πνμζιίλεςκ ζημ οβνυ ακηζδναζηήνζμ ή ζηδκ επζθάκεζα ιπμνεί κα επδνεάζεζ ηα απμηεθέζιαηα. Δίκαζ, ςζηυζμ, ζδιακηζηυ δ επζθάκεζα πμο εα ελεηαζηεί κα ιδκ αββίγεηαζ, ηαηά ηδ δζάνηεζα ημο εθέβπμο υθμξ μ ελμπθζζιυξ κα είκαζ ηαεανυξ ηαζ δ δζαφβεζα ημο ακηζδναζηδνίμο κα είκαζ πνμζεπηζηά εθεβιέκδ. Δζδζηά αοηή δ ιέεμδμξ απαζηεί έκα ιεβάθμ ανζειυ οβνχκ, ηα μπμία κα ηαθφπημοκ έκα πθαηφηενμ εφνμξ επζθακεζαηήξ έκηαζδξ, βζα ηδκ πναβιαημπμίδζδ ιεηνήζεςκ ζε οδνυθμαμοξ ηαζ οδνυθζθμοξ ιμκςηήνεξ. ε επζθάκεζεξ νοπαζιέκςκ ιμκςηήνςκ ιπμνεί κα οπάνλμοκ πενζμνζζιμί ζηδ πνδζζιμπμίδζδ αοηήξ ηδξ ιεευδμο, ηαεχξ είκαζ δοκαηυ κα αθθδθεπζδνάζμοκ μζ νοπακηέξ ηαζ ηα οθζηά πμο πνδζζιμπμζμφκηαζ βζα ηδ ιέηνδζδ. Θεςνείηαζ υηζ ημ ιίβια οβναίκεζ ηδκ επζθάκεζα ημο ιμκςηήνα υηακ αοηή παναιέκεζ άεζηηδ, ηαεχξ ηαθφπηεηαζ ζοκεπχξ απυ οβνυ βζα ημοθάπζζημκ 2sec. Ζ ζοννίηκςζδ ηδξ πενζθένεζαξ ημο οβνμφ ηαθφιιαημξ δεκ ζδιαίκεζ έθθεζρδ φβνακζδξ. Μυκμ δ δζάζπαζδ ζε ζηαβμκίδζα ιέζα ζε 2sec ζδιαίκεζ έθθεζρδ φβνακζδξ. 35

46 3. Μέεμδμξ ρεηαζιμφ. Ζ ιέεμδμξ αοηή δ μπμία ηαζ απμηαθείηαζ ηαζ ιέεμδμξ βζα ηδκ ηαλζκυιδζδ ηδξ οδνμθμαζηυηδηαξ ακαπηφπεδηε απυ ημ μοδδζηυ Δνεοκδηζηυ Ηκζηζημφημ Γζακμιήξ (STRI) ηαζ ημοξ Gubanski ηαζ Hartings. Ζ ιέεμδμξ αοηή ααζίγεηαζ ζημ πμζμζηυ φβνακζδξ πμο επζηνέπεζ δ επζθάκεζα εκυξ ιμκςηήνα ιεηά απυ έηεεζδ αοηήξ ζε έκα θεπηυ ζηνχια κενμφ βζα ιζηνυ πνμκζηυ δζάζηδια. Ο ελμπθζζιυξ πμο πνεζάγεηαζ είκαζ ιζα ζοζηεοή πμο ιπμνεί κα πανάβεζ ρζθή μιίπθδ, υπςξ έκα ζοκδεζζιέκμ ιπμοηάθζ ρεηαζιμφ. Σμ ιπμοηάθζ ρεηαζιμφ βειίγεηαζ ιε κενυ. Σμ κενυ δεκ πνέπεζ κα πενζέπεζ ηαευθμο αηαεανζίεξ πμο ιπμνεί κα επδνεάζμοκ ηδκ επζθακεζαηή ηάζδ ημο κενμφ, υπςξ απμννοπακηζηά, δζαθοηζηά η.α. Ζ πενζμπή εθέβπμο πνέπεζ κα είκαζ πενίπμο απυ 50cm 2 ςξ 100cm 2. Ζ ακαθμβία ιεηαλφ ιήημοξ ηαζ αάεμοξ ηδξ ελεηαγυιεκδξ πενζμπήξ δεκ πνέπεζ κα είκαζ ιεβαθφηενδ απυ 1:3. Ο ρεηαζιυξ πναβιαημπμζείηαζ απυ ιζα απυζηαζδ 25 ± 10cm, πνδζζιμπμζείηαζ πμζυηδηα κενμφ ιεηαλφ 10ml ηαζ 30ml ηαζ δζανηεί πνμκζηυ δζάζηδια 20 έςξ 30sec. Οζ ιεηνήζεζξ ηδξ οδνμθμαζηυηδηαξ πναβιαημπμζμφκηαζ ιέζα ζε 10sec ιεηά ηδκ μθμηθήνςζδ ημο ρεηαζιμφ. Ζ ειθάκζζδ ηδξ επζθάκεζαξ ημο ιμκςηήνα ιεηά απυ ηδκ έηεεζδ αοημφ ζε οβναζία πνέπεζ κα αλζμθμβδεεί ηαζ κα ηαλζκμιδεεί ζε ιία απυ ηζξ επηά ηαηδβμνίεξ φβνακζδξ (wettability class). Σα ηνζηήνζα βζα ηδκ ηαλζκυιδζδ ηςκ δζαανεβιέκςκ επζθακεζχκ είκαζ μπηζηά ηαζ θαιαάκμοκ οπυρδ ηζξ δφμ παναιέηνμοξ: α) ημ ζπήια ηςκ ζηαβυκςκ ηαζ α) ημ επί ηδξ εηαηυ ηιήια ηδξ επζθάκεζαξ πμο έπεζ οβνακεεί. Σα ηνζηήνζα αοηά έπμοκ ακαθενεεί ζημκ Πίκαηα 2.1. διεζχκεηαζ υηζ δ ααεααζυηδηα ζηδκ μπηζηή εηηίιδζδ δεκ είκαζ ζοκήεςξ ιεβαθφηενδ απυ ±1 ηδξ ηάλεςξ φβνακζδξ. ημ δε ζπήια 2.3 έπμοκ πανμοζζαζηεί ηοπζηέξ θςημβναθίεξ επζθακεζχκ ιε δζαθμνεηζηέξ ηάλεζξ φβνακζδξ. 2.2 Δθδήισζε εθθελώζεσλ corona παξνπζία ζηαγόλσλ ύδαηνο θαη ε δπλακηθή ζπκπεξηθνξά πάλσ ζηελ επηθάλεηα ησλ κε θεξακηθώλ κνλσηήξσλ. Οζ ζηαβυκεξ φδαημξ αολάκμοκ ηδκ έκηαζδ ημο δθεηηνζημφ πεδίμο επάκς ζηδκ επζθάκεζα ηςκ ιμκςηήνςκ ελαζηίαξ ηδξ ορδθήξ επζηνεπηυηδηαξ. Οζ επζθακεζαηέξ εηηεκχζεζξ corona ελαζηίαξ ηςκ ζηαβυκςκ φδαημξ επζηαπφκμοκ ηδ βήνακζδ ημο πμθοιενμφξ οθζημφ απυ ημ μπμίμ απμηεθείηαζ μ δίζημξ ημο ιμκςηήνα ηαζ ηαηαζηνέθμοκ ημπζηά ηδκ οδνμθμαζηυηδηα, ιε απμηέθεζια ηδκ ελάπθςζδ ημο φδαημξ ηαζ ηδ ζοκέκςζδ ηςκ βεζημκζηχκ ζηαβυκςκ φδαημξ. Ζ απχθεζα ηδξ οδμθμαζηυηδηαξ έπεζ ςξ απμηέθεζια ημ ζπδιαηζζιυ ιζαξ οβνήξ πενζμπήξ, πμο εζζάβεζ έκα ιενζηυ αναποηφηθςια ηαηά ιήημξ ηδξ επζθάκεζαξ ημο ιμκςηήνα. Καηά ζοκέπεζα ιεζχκεηαζ δ ακηίζηαζδ πμο πενζμνίγεζ ημ νεφια ηαζ πανέπεζ ηδ βέθονα βζα ηδ δδιζμονβία ηυλμο. Σα θαζκυιεκα εηηέκςζδξ corona απυ ηζξ ζηαβυκεξ φδαημξ έπμοκ θάαεζ ζδιακηζηή πνμζμπή ηαζ δζενεοκχκηαζ ζε πνυζθαηεξ δδιμζζεφζεζξ ζφιθςκα ιε ηδκ ενβαζία ημο W. Que [32]. 36

47 Οζ Philips, Childs ηαζ Schneider ενεφκδζακ ηδ ζηάειδ έκανλδξ ημο θαζκμιέκμο corona βζα ηζξ ζηαβυκεξ φδαημξ ζηδκ πενζμπή ημο πονήκα ηαζ ζηδκ πενζμπή ηςκ δίζηςκ ζε ιδ ηεναιζημφξ ιμκςηήνεξ ιε ιζηνήξ ηθίιαηαξ πεζνάιαηα. Ζ έκηαζδ ημο δθεηηνζημφ πεδίμο ζηδκ επζθάκεζα οπμθμβίζηδηε απυ ηδ δζαθμνά δοκαιζημφ ιεηαλφ ηςκ δθεηηνμδίςκ ζηδκ πενζμπή ημο πενζαθήιαημξ ιμκςηήνα εθεφεενδξ απυ ζηαβυκεξ φδαημξ. Αοηή δ έκηαζδ δθεηηνζημφ πεδίμο ακαθένεηαζ ςξ Δ-πεδίμ. Γζα ηδκ πενζμπή ημο πενζαθήιαημξ ημο πονήκα, ιία απθή ζηαβυκα φδαημξ, ημπμεεηήεδηε ζημ ηέκηνμ ηδξ πενζμπήξ ημο πενζαθήιαημξ ηιήιαημξ ιμκςηήνα. Σμ δθεηηνζηυ πεδίμ αολήεδηε ζηδ δζεπζθάκεζα ιεηαλφ ηδξ ζηαβυκαξ φδαημξ, ημο αένα ηαζ ημο ιμκςηζημφ οθζημφ. Γζα ζηαβυκεξ φδαημξ ιε υβημοξ απυ 10 έςξ 100 ιl, μζ ηζιέξ ημο εθανιμζιέκμο Δ-πεδίμο βζα ηδκ έκανλδ ημο θαζκμιέκμο corona ανέεδηακ ιεηαλφ 0,56 ηαζ 0,44 kv/mm βζα ημ οθζηυ απυ ζζθζημκμφπμ ηαμοηζμφη ηαζ ιε ηζιή βςκίαξ επαθήξ 88. Σμ εθανιμζιέκμ Δ-πεδίμ πμο απαζηείημ βζα ηδκ έκανλδ ημο θαζκμιέκμο corona έααζκε ιεζμφιεκμ ηαεχξ αολακυηακ ημ ιέβεεμξ ηδξ ζηαβυκαξ φδαημξ απυ 10 ζε 80 ιl ηαζ πανέιεκε ημ ίδζμ ιεηαλφ 80 έςξ 100 ιl. Γζα ηδκ πενζμπή ημο δίζημο, ιία απθή ζηαβυκα φδαημξ εκαπμηέεδηε ζηδκ επζθάκεζα ημο δίζημο εκυξ ιδ ηεναιζημφ ιμκςηήνα. Γζα ζηαβυκεξ φδαημξ ιε υβημοξ απυ 65 έςξ 125 ιl, δ ιέζδ ηζιή ημο εθανιμζιέκμο Δ-πεδίμο ηαηά ηδκ μπμία λεηίκδζε ημ θαζκυιεκμ corona ήηακ ιεηαλφ 0,86 έςξ 0,96 kv/mm. Υνδζζιμπμζήεδηακ έθεβπμζ ιε επζηάποκζδ ημο νοειμφ ηδξ βήνακζδξ, ιε ζημπυ κα πνμζμιμζςεμφκ ημ εζδζηυ ηθίια ηαζ μζ πενζααθθμκηζηέξ ζοκεήηεξ (π.π. πενζαάθθμκ ζζπονήξ ηαεαθάηςζδξ) ζηζξ μπμίεξ μζ ιδ ηεναιζημί ιμκςηήνεξ είπακ ημπμεεηδεεί ή πνμμνίγμκηακ κα ημπμεεηδεμφκ [33]. Ζ εηδήθςζδ ηςκ εηηεκχζεςκ corona απυ ηζξ ζηαβυκεξ φδαημξ εεςνήεδηε μ ηφνζμξ ιδπακζζιυξ ηδξ βήνακζδξ πμο παναηδνήεδηε ζημοξ ιδ ηεναιζημφξ ιμκςηήνεξ (NCI) οπυ ηάζδ 500KV ζε εθέβπμοξ ιε επζηαποκυιεκδ βήνακζδ. Σα παναηηδνζζηζηά ημο θαζκμιέκμο corona ηςκ ζηαβυκςκ φδαημξ ζημοξ NCI SiR ηαεχξ ηαζ δ επίδναζδ ηδξ δνάζδξ ημο θαζκμιέκμο corona ηςκ ζηαβυκςκ φδαημξ, ελεηάζηδηακ απυ ημοξ Philips, Childs ηαζ Schneider [33]. Ζ δζάηαλδ πμο πνδζζιμπμζήεδηε βζα κα δζενεοκδεεί δ έκανλδ ημο θαζκμιέκμο corona ζηαβυκςκ φδαημξ επάκς ζηδκ επζθάκεζα ηςκ πενζμπχκ ημο πενζαθήιαημξ εκυξ ιδ ηεναιζημφ ιμκςηήνα NCI θαίκεηαζ ζημ ζπήια 2.4. Σμ ηιήια ημο ιμκςηήνα πμο ελεηάζηδηε ήηακ απυ έκα κέμ ιμκςηήνα απυ ζζθζημκμφπμ ηαμοηζμφη ηςκ 500KV.Ζ ηάζδ ζηα δθεηηνυδζα εθανιυζηδηε ζε ζηάδζα ηαζ μζ αθθαβέξ ζημ ζπήια ηδξ ζηαβυκαξ παναηδνήεδηακ πνδζζιμπμζχκηαξ ιία ηάιενα ηαζ έκα αίκηεμ εββναθήξ. Ζ ηζιή εκάνλεςξ ημο θαζκμιέκμο corona πνμζδζμνίζηδηε ιεηνχκηαξ ηα νεφιαηα εηθυνηζζδξ ιέζς ιζαξ ακηίζηαζδξ ηςκ 100Χ ζοκδεδειέκδ απυ ηδκ πθεονά ημο δθεηηνμδίμο βείςζδξ. Οζ εηηεκχζεζξ corona παναηδνήεδηακ πνδζζιμπμζχκηαξ έκακ εκζζποηή εζηυκαξ [33]. 37

48 ρήκα 2.4: Γζάηαλδ βζα ηδκ παναηήνδζδ ηςκ εηηεκχζεςκ corona απυ ζηαβυκεξ φδαημξ επάκς ζηδκ πενζμπή ημο πενζαθήιαημξ εκυξ ιδ ηεναιζημφ ιμκςηήνα [33] Ζ επζιήηοκζδ ηδξ ζηαβυκαξ φδαημξ ιε υβημ ηςκ 20ιl πενζβνάθεηαζ παναηάης ηαζ θαίκεηαζ ζημ ζπήια 2.5. Ζ ηάζδ αολάκεηαζ απυ ιδδέκ ιέπνζ ηδκ έκανλδ ημο θαζκμιέκμο corona. Φαίκεηαζ απυ ημ ζπήια 2.5(α) υηζ δ βςκία επαθήξ είκαζ ανπζηά αιαθεία ελαζηίαξ ηδξ οδνμθμαζηυηδηαξ ηδξ επζθάκεζαξ ημο πενζαθήιαημξ. ρήκα 2.5: Μεηααμθή ημο ζπήιαημξ ζηαβυκαξ φδαημξ επάκς ζημ πενίαθδια εκυξ ιδ ηεναιζημφ ιμκςηήνα ιε ηδκ εθανιμβή (α) 0kV/mm, (α) 0.57 kv/mm, (β) 0,68 kv/mm Καεχξ ημ εθανιμγυιεκμ δθεηηνζηυ πεδίμ (E-field) αολάκεηαζ απυ 0 ζε 0,5 kv/mm ζε αήιαηα ηςκ 0,02 kv/mm, ηαιία ζδιακηζηή αθθαβή ζηδ ιμνθή ηδξ ζηαβυκαξ δεκ παναηδνείηαζ (ζπήια 2.5 (α)). Παν υθ αοηά ιυθζξ ημ πεδίμ αολάκεηαζ ζηδκ ηζιή ηςκ 0,58 kv/mm, απυημια δ ζηαβυκα αθθάγεζ ζπήια (ζπήια 2.5 (α)). Ζ επζιήηοκζδ ηδξ απμδίδεηαζ ζηζξ δθεηηνμζηαηζηέξ δοκάιεζξ. Αολακμιέκμο ημο εθανιμγυιεκμο δθεηηνζημφ πεδίμο ζηα 0,66 kv/mm, ιζηνή επζιήηοκζδ ηδξ ζηαβυκαξ παναηδνείηαζ, αθθά υπζ πθέμκ απυημιεξ ιεηααμθέξ. ηδκ ηζιή ηςκ 0,68kV/mm δ ζηαβυκα απυημια παίνκεζ ηδ ιμνθή πμο θαίκεηαζ ζημ ζπήια 2.5 (β) ηαζ ηαηαβνάθμκηαζ νεφιαηα εηθυνηζζδξ. Σα νεφιαηα αοηά εηθυνηζζδξ μθείθμκηαζ ζηδκ έκανλδ ηςκ εηηεκχζεςκ corona. Αολάκμκηαξ πενζζζυηενμ ημ εθανιμγυιεκμ πεδίμ, θαιαάκμκηαζ ηαζ ιεβαθφηενα νεφιαηα εηθυνηζζδξ. ημ ζπήια 2.6 θαίκμκηαζ μζ εηηεκχζεζξ corona ιζαξ απθήξ ζηαβυκαξ ηςκ 20ιl ζ έκα εθανιμγυιεκμ πεδίμ ηςκ 0,6 kv/mm. Φαίκεηαζ υηζ μζ εηηεκχζεζξ corona απυ ιία ζηαβυκα ζημ ιέζμ ημο πενζαθήιαημξ εηηείκμκηαζ ζηδκ 38

49 δελζά πθεονά ημο δίζημο. Μυθζξ ημ εθανιμγυιεκμ δθεηηνζηυ πεδίμ (E-field) ιεζχκεηαζ ζημ ιδδέκ, δ ζηαβυκα δεκ επακαηηά ημ ζπήια ηδξ αθθά παναιέκεζ επζιήηδξ. Οζ ιεηααμθέξ ζημ ζπήια ηδξ ζηαβυκαξ ζδιεζχκμκηαζ ζε μνζζιέκεξ ηζιέξ δοκαιζημφ, ιε ηδ ζηαβυκα κα πάκεζ απυημια ημ ζπήια ηδξ ηαζ κα δζαθένεζ πμθφ απυ ημ ανπζηυ απμηφπςια ηδξ. Αοηυ πμο παναηδνείηαζ είκαζ δζαθμνεηζηυ απυ ηδκ επζιήηοκζδ ηςκ ζηαβυκςκ φδαημξ πμο αζςνμφκηαζ απυ ημοξ αβςβμφξ ηςκ βναιιχκ ιεηαθμνάξ, υπμο μζ ζηαβυκεξ ααειζαία επζιδηφκμκηαζ ηαεχξ ημ πεδίμ αολάκεηαζ επακαηηχκηαξ υιςξ ημ ζπήια ημοξ ιυθζξ ημ πεδίμ ιεηαηζκείηαζ [33]. Παν υηζ πενζβνάθεηαζ παναπάκς δ δοκαιζηή εκυξ εζδζημφ ιεβέεμοξ ζηαβυκαξ, ζηαβυκεξ φδαημξ ιε υβημ απυ 10 ιl έςξ 100 ιl ακηζιεηςπίζηδηακ εκζαία ζηα πεζνάιαηα, ηαζ βζα ηάεε ιέβεεμξ πνμζδζμνίζηδηε δ έκανλδ ημο θαζκμιέκμο. Γζα ηάεε ζηαβυκα μπμζμοδήπμηε υβημο ζζπφεζ δ ίδζα δοκαιζηή πμο πενζβνάθεηαζ παναπάκς. Ζ ηονζυηενδ δζαθμνά είκαζ δ ηζιή ημο επζθακεζαημφ δθεηηνζημφ πεδίμο (E-field), ζηδκ μπμία ζοιααίκεζ ηαζ δ ιεηάπηςζδ ημο ζπήιαηυξ ηδξ. οκεπχξ δ δζαπθάηοκζδ ηςκ ζηαβυκςκ φδαημξ παίγεζ πνςηεφμκηα νυθμ ζηδκ έκανλδ ημο ιδπακζζιμφ ηςκ εηηεκχζεςκ corona ηαεχξ δ απυημιδ επζιήηοκζδ ηδξ ζηαβυκαξ απυ ηζξ δθεηηνμζηαηζηέξ δοκάιεζξ έπεζ ςξ απμηέθεζια ηδκ αφλδζδ ημο δθεηηνζημφ πεδίμο(efield) ζηα άηνα ηδξ ζηαβυκαξ, πμο αημθμφεςξ πνμηαθεί ηζξ εηηεκχζεζξ corona. Σα επίπεδα έκανλδξ ηςκ εηηεκχζεςκ corona βζα δφμ οθζηά απυ ζζθζημκμφπμ ηαμοηζμφη ιε δζαθμνεηζηυ ααειυ οδνμθμαζηυηδηαξ, (π.π. ιε βςκίεξ επαθήξ ηδξ ηάλδξ ηςκ 88 ηαζ ηςκ 115 ) ιεηνήεδηακ ζακ ζοκάνηδζδ ημο υβημο ηδξ ζηαβυκαξ πνδζζιμπμζχκηαξ ηδ δζάηαλδ ημο ζπήιαημξ 2.4. ημ ζπήια 2.7 έπμοκ πνμζδζμνζζηεί μζ ηζιέξ έκανλδξ ημο θαζκμιέκμο corona βζα έκα θάζια ζηαβυκςκ φδαημξ ιε υβημοξ απυ 10 έςξ 100 ιl βζα ηα δφμ δζαθμνεηζηά οθζηά. Δίκαζ θακενυ υηζ ημ εθανιμγυιεκμ δθεηηνζηυ πεδίμ (E-field) πμο απαζηείηαζ βζα ηδκ έκανλδ ημο θαζκμιέκμο corona ιεζχκεηαζ ηαεχξ αολάκεηαζ ημ ιέβεεμξ ηδξ ζηαβυκαξ φδαημξ απυ 10 ζε 80 ιl. Καιία μοζζαζηζηή δζαθμνά δεκ παναηδνείηαζ ζηζξ ηζιέξ έκανλδξ ημο δθεηηνζημφ πεδίμο (Efield) υηακ μ υβημξ ηδξ ζηαβυκαξ είκαζ ιεηαλφ 80 ηαζ 100 ιl. Ζ παναπάκς ζοιπενζθμνά δζηαζμθμβείηαζ απυ ημ βεβμκυξ υηζ υζμ ιεβαθφηενεξ ζε ιέβεεμξ είκαζ μζ ζηαβυκεξ φδαημξ ηυζμ πζμ εφημθα δζαπθαηφκμκηαζ απυ ηδκ εθανιμβή ηςκ δθεηηνζηχκ πεδίςκ (E-fields) απ υηζ μζ ιζηνυηενεξ ζε ιέβεεμξ ζηαβυκεξ, ηαζ μζ ιεβαθφηενεξ ζηαβυκεξ μδδβμφκ ηεθζηά ηαζ ζε ιεβαθφηενδ εκίζποζδ ημο δθεηηνζημφ πεδίμο (E-field), υπςξ έπεζ ήδδ απμδεζπεεί ζε πνςηφηενδ δδιμζζεοιέκδ ιεθέηδ βζα ηζξ ζηαβυκεξ φδαημξ πμο αζςνμφκηαζ απυ αβςβμφξ βναιιχκ ιεηαθμνάξ [33]. 39

50 ρήκα 2.6: Δηηεκχζεζξ corona πμο παναηδνμφκηαζ βφνς απυ ιία ζηαβυκα φδαημξ 20ιl ιε ηδκ εθανιμβή δθεηηνζημφ πεδίμο ηζιήξ 0,6 kv/mm ρήκα 2.7: Μέζδ ηζιή έκηαζδξ δθεηηνζημφ πεδίμο έκανλδξ εηηεκχζεςκ corona ζε ζοκάνηδζδ ιε ημ ιέβεεμξ ηδξ ζηαβυκαξ φδαημξ βζα δφμ οθζηά απυ ζζθζημκμφπμ ηαμοηζμφη ηα μπμία πανμοζζάγμοκ δζαθμνεηζηέξ οδνμθμαζηέξ ζδζυηδηεξ (έπμοκ δζαθμνεηζηέξ ηζιέξ βςκίεξ επαθήξ). Οζ ηζιέξ ημο δθεηηνζημφ πεδίμο έκανλδξ ημο θαζκμιέκμο corona βζα ζηαβυκεξ φδαημξ επάκς ζηδκ επζθάκεζα εκυξ δίζημο ιδ ηεναιζημφ ιμκςηήνα απυ ζζθζημκμφπμ ηαμοηζμφη ηαηαβνάθδηακ ιε ηδ πνδζζιμπμίδζδ ιίαξ δζάηαλδξ πανυιμζαξ ιε ημο ζπήιαημξ 2.4. Οζ ηζιέξ έκανλδξ ηςκ εηηεκχζεςκ corona πνμζδζμνίζηδηακ ιυκμ βζα έκα είδμξ οθζημφ απυ ζζθζημκμφπμ ηαμοηζμφη (βςκία επαθήξ 88 ). Καηαβνάθδηακ μζ ηζιέξ ημο δθεηηνζημφ πεδίμο (E-field) βζα ζηαβυκεξ φδαημξ ιε υβημοξ ιεηαλφ 50 ηαζ 125 ιl. 40

51 Γζα ζηαβυκεξ φδαημξ ιε υβημοξ απυ 65 έςξ 125 ιl, δ ιέζδ ηζιή ημο δθεηηνζημφ πεδίμο (E-field) πανέιεζκε ιεηαλφ 0,86 ηαζ 0,96 kv/mm. Γζα ζηαβυκεξ ιε υβημ ιζηνυηενμ ηςκ 60ιl, δ ηζιή ημο Δ-πεδίμο ήηακ ιεβαθφηενδ απυ 1 kv/mm. Γζα ζηαβυκεξ φδαημξ ιε υβημ ιζηνυηενμ ηςκ 65ιl, θάκδηε υηζ υζμ ιζηνυηενδ είκαζ δ ζηαβυκα, ηυζμ ιεβαθφηενδ ηζιή Δ-πεδίμο πνέπεζ κα εθανιμζηεί ιέπνζ κα λεηζκήζμοκ μζ εηηεκχζεζξ corona. Γζα ζηαβυκεξ φδαημξ ιε υβημ ιεβαθφηενμ απυ 65 ιl, δ ηζιή ημο Δ-πεδίμο έκανλδξ ημο θαζκμιέκμο πανέιεζκε ζηα ίδζα επίπεδα, πνμζμιμζάγμκηαξ ζηδ ηάζδ αοηή ιε ηδκ πενίπηςζδ ηςκ ζηαβυκςκ φδαημξ πμο αζςνμφκηαζ απυ αβςβμφξ. Ζ πανμοζία ηςκ ζηαβυκςκ φδαημξ ζημοξ ιδ ηεναιζημφξ ιμκςηήνεξ απυ ζζθζημκμφπμ ηαμοηζμφη εα μδδβήζμοκ ζηδκ έκανλδ ημο θαζκμιέκμο corona εάκ δ εθανιμγυιεκδ επζθακεζαηή έκηαζδ ημο δθεηηνζημφ πεδίμο οπεναεί ιία ζοβηεηνζιέκδ ηζιή ηαηςθθίμο. Ζ ηζιή αοηή ηαηςθθίμο ελανηάηαζ απυ: (α) ημκ υβημ ηδξ ζηαβυκαξ, (α) ηδκ οδνμθμαζηυηδηα ηδξ επζθάκεζαξ ημο οθζημφ απυ ζζθζημκμφπμ ηαμοηζμφη, (β) ηζξ αηιμζθαζνζηέξ ζοκεήηεξ. Γζα οθζηά απυ ζζθζημκμφπμ ηαμοηζμφη ιε βςκίεξ επαθήξ ηζιήξ 88 ηαζ 115, μζ ηζιέξ ηαηςθθίμο ηείημκηαζ ιεηαλφ 0,44 ηαζ 0,72 kv/mm, ακηίζημζπα βζα απθέξ ζηαβυκεξ ζηδκ επζθάκεζα ημο πενζαθήιαημξ εκυξ ιδ ηεναιζημφ ιμκςηήνα. Σμ ιέβεεμξ ημ ζηαβυκςκ πμο ελεηάζηδηακ ηοιαζκυηακ απυ 10 έςξ 100 ιl. Παναηδνχκηαξ ημ θαζκυιεκμ corona ιίαξ απθήξ ζηαβυκαξ φδαημξ ζημ ιέζμ ημο πενζαθήιαημξ βίκεηαζ θακενυ υηζ μζ εηηεκχζεζξ corona εηηείκμκηαζ πνμξ ημ ιένμξ ημο δίζημο. Μεβάθεξ ηζιέξ δθεηηνζημφ πεδίμο ζηδ δζεπζθάκεζα αένα ηαζ πενζαθήιαημξ ή δίζημο απμδίδεηαζ ζηδ δζαθμνεηζηή επζηνεπηυηδηα ημο ζζθζημκμφπμο ηαμοηζμφη ηαζ ημο αένα [33]. Οζ Lopes, Jayaram ηαζ Cherney ιεθέηδζακ ηδ ιενζηή εηηέκςζδ απυ ηζξ ζηαβυκεξ φδαημξ επάκς ζε ιία ιμκςηζηή επζθάκεζα απυ ζζθζημκμφπμ ηαμοηζμφη. Καηέθδλακ υηζ μζ οπμθμβζγυιεκεξ ιέζεξ ηζιέξ ημο εθανιμζιέκμο δθεηηνζημφ πεδίμο ηαηά ηζξ μπμίεξ εηηζκεί ηαζ ημ θαζκυιεκμ corona είκαζ 5,2 kvrms/cm ηαζ 4,2 kvrms/cm βζα ηάεε ζηαβυκα φδαημξ ιε υβημ ηδξ ηάλεςξ ηςκ 30 ηαζ 80ιl, ακηίζημζπα. Γεδμιέκμο υηζ ημ θαζκυιεκμ corona εηηζκεί υηακ ημ ημπζηυ δθεηηνζηυ πεδίμ βφνς απυ ηζξ ζηαβυκεξ φδαημξ πνμζεββίζεζ ηδκ ηνίζζιδ ηζιή ζμκζζιμφ ημο αένα πμο είκαζ 20,4 kvrms/cm βζα ηζξ οπάνπμοζεξ πενζααθθμκηζηέξ ζοκεήηεξ, μζ ιέζμζ πανάβμκηεξ εκίζποζδξ εθήθεδζακ απυ 3,9 έςξ 4,8 βζα ιία ζηαβυκα ιε υβημ πμο ηοιαζκυηακ απυ 30 ζε 80ιl. Οζ εηηεκχζεζξ ιεηαλφ ηςκ ζηαβυκςκ φδαημξ ιεθεηήεδηακ πνμζεηηζηά απυ ημοξ Blackmore ηαζ Birtwhistle. Οζ παναπάκς δζαπίζηςζακ υηζ μζ εηηεκχζεζξ ιεηαλφ δθεηηνμδίςκ ζηαβυκςκ φδαημξ πνμηάθεζακ ημπζηά ηδκ απχθεζα ηδξ οδνμθμαζηυηδηαξ ημο πμθοιενμφξ οθζημφ. Ο ζοκδοαζιυξ ηδξ ορδθήξ εενιμηναζίαξ ηδξ εηηέκςζδξ ηαζ ημο ζμκζζιέκμο πενζαάθθμκημξ ημο αένα απυ οδναηιμφξ μδήβδζε ζηδκ απχθεζα ηδξ οδνμθμαζηυηδηαξ. Ο νοειυξ απχθεζαξ ηδξ οδνμθμαζηυηδηαξ 41

52 ανέεδηε κα ελανηάηαζ απυ ηδκ αβςβζιυηδηα ηςκ ζηαβυκςκ φδαημξ ηαζ ηδ βςκία επαθήξ. ε ορδθή αβςβζιυηδηα ηαζ παιδθή ηζιή βςκίαξ επαθήξ πνεζάζηδηε έκα ανηεηά ιεβάθμ πνμκζηυ δζάζηδια ιέπνζ ηδκ απχθεζα ηδξ οδνμθμαζηυηδηαξ ημο πμθοιενμφξ οθζημφ.ζ ζοιπενζθμνά ηςκ ζηαβυκςκ φδαημξ επάκς ζε οδνυθμαδ ιμκςηζηή επζθάκεζα ηάης απυ ηδκ επίδναζδ παιδθήξ ζοπκυηδηαξ εκαθαζζυιεκμο δθεηηνζημφ πεδίμο ac επίζδξ δζενεοκήεδηε απυ πθδεχνα ιεθεηδηχκ. Οζ Keim ηαζ Koenig ιεθέηδζακ ηδ ζοιπενζθμνά ιζαξ απθήξ ζηαβυκαξ φδαημξ ζε δζάθμνεξ μβημιεηνζηέξ πμζυηδηεξ οπυ ηδκ εθανιμβή εκαθαζζυιεκδξ ηάζδξ δθεηηνζημφ πεδίμο. Οζ παναπάκς παναηήνδζακ υηζ μζ ζηαβυκεξ φδαημξ ηαθακηχκμκηακ ιε ιεηαηίκδζδ ημοξ επάκς-ηάης, μζ δε ζηαβυκεξ πμο είπακ ορδθή ηάζδ δυκδζδξ πανμοζίαζακ βςκίεξ επαθήξ πμο δζέθενακ ιεηαλφ ημοξ ηαηά 30 ααειμφξ. Οζ Krivda ηαζ Birtwhistle παναηήνδζακ υηζ υηακ ιία ζηαβυκα φδαημξ υβημο 40 ιl εκαπμηίεεηαζ επάκς ζε επζθάκεζα οπυ ηδκ επίδναζδ δθεηηνζημφ πεδίμο εκηάζεςξ 0,68 kvrms/mm, παναηδνείηαζ ιία ζδιακηζηή παναιυνθςζδ ηδξ ζηαβυκαξ φδαημξ δ μπμία πνμεηηείκεηαζ ηαζ ζοζηέθθεηαζ ηαηά ηδκ ηαηεφεοκζδ ημο δθεηηνζημφ πεδίμο. Ζ δζάιεηνμξ ηδξ ζηαβυκαξ φδαημξ ιεηαααθθυηακ ακάθμβα ιε ηζξ ιέβζζηεξ ηζιέξ ημο δοκαιζημφ απυ 6,4 mm ηαηά ημκ ηφηθμ ηςκ εεηζηχκ ηζιχκ ζε 4,3 mm ηαηά ημκ ηφηθμ ηςκ ανκδηζηχκ ηζιχκ ημο δοκαιζημφ. Οζ Yamada, Sugimoto ηαζ Higashiyama ελέηαζακ πεζναιαηζηά ηα θαζκυιεκα ζοκημκζζιμφ ιζαξ απθήξ ζηαβυκαξ φδαημξ πμο είπε εκαπμηεεεί πάκς ζ έκα οδνυθμαμ θφθθμ οπυ ηδκ επίδναζδ δθεηηνζημφ εκαθθαζζυιεκμο ac πεδίμο. ημ πήια 2.8 θαίκεηαζ μ πνυκμξ ηαηά ημκ μπμίμ ελεθίζζεηαζ δ παναιυνθςζδ ηςκ 10 ιl ηδξ ζηαβυκαξ φδαημξ πμο έπεζ εκαπμηεεεί ζ έκα θφθθμ απυ ζζθζημκμφπμ ηαμοηζμφη SiR ζηδ ιία πενίπηςζδ ηαζ ζ έκα θφθθμ απυ έκα άθθμ είδμξ πμθοιενμφξ οθζημφ απυ PGF ηαηά ηδ δζάνηεζα ιζαξ διζπενζυδμο (ιεηαλφ ςt=0 ηαζ π) ημο εκαθθαζζυιεκμο ac πεδίμο. ρήκα 2.8: οιπενζθμνά ιζαξ ζηαβυκαξ φδαημξ 10 ιl πμο έπεζ εκαπμηεεεί επάκς ζ έκα θφθθμ απυ SiR ηαζ απυ PGF. 42

53 2.3 Πξνζνκνίσζε ειεθηξηθνύ πεδίνπ κνλσηήξα από ζηιηθνλνύρν θανπηζνύθ κε κία ζηαγόλα ύδαηνο ηδκ ενεοκδηζηή ενβαζία ημο W. Que [32] βίκεηαζ οπμθμβζζιυξ ηδξ πεδζαηήξ έκηαζδξ βφνς απυ ζηαβυκεξ φδαημξ ζε πενζμπέξ εκυξ ιμκςηήνα απυ ζζθζημκμφπμ ηαμοηζμφη ημο μπμίμο δ οδνμθμαζηυηδηα παναηηδνίζηδηε πνδζζιμπμζχκηαξ ηδ ιέεμδμ ρεηαζιμφ ημο πνμηφπμο IEC/TS [11]. Ζ πανμοζία ζηαβυκςκ φδαημξ επδνεάγεζ ηδκ ηαηακμιή ημο δθεηηνζημφ πεδίμο ηαζ ημο δοκαιζημφ (Electric Field and Voltage Distribution) ζηδκ επζθάκεζα εκυξ ιδ ηεναιζημφ ιμκςηήνα. Πμζηίθθεξ ηαηακμιέξ ηςκ ζηαβυκςκ φδαημξ ζηδκ επζθάκεζα εκυξ ιδ ηεναιζημφ ιμκςηήνα μδήβδζακ ζε δζαθμνεηζηά δθεηηνζηά πεδία ηαζ ιε δζαθμνεηζηέξ ηαηακμιέξ δοκαιζημφ. Με ηδκ οπυεεζδ υηζ μ ιμκςηήναξ ακάνηδζδξ είκαζ ηαηαηυνοθμξ, οπάνπμοκ δζαηνζηέξ ζηαβυκεξ φδαημξ επάκς ζημοξ δίζημοξ, πνμζημθθδιέκεξ ζηαβυκεξ φδαημξ επάκς ζηδκ ηαηαηυνοθδ επζθάκεζα ημο πμθοιενμφξ πενζαθήιαημξ ημο ιμκςηήνα ηαζ αζςνμφιεκεξ ζηαβυκεξ φδαημξ ηάης απυ ημοξ δίζημοξ υπςξ θαίκεηαζ ηαζ ζημ ζπήια 2.9. Ζ επζθάκεζα ημο δίζημο ημο ιμκςηήνα είκαζ ζπεδυκ πανάθθδθδ ιε ηζξ ζζμδοκαιζηέξ βναιιέξ. Ζ επζθάκεζα ημο πενζαθήιαημξ είκαζ ζπεδυκ ηαηαηυνοθδ πνμξ ηζξ ζζμδοκαιζηέξ βναιιέξ. ημ πνχημ ζηάδζμ, δφμ απθά ιμκηέθα πνδζζιμπμζμφκηαζ πνμηεζιέκμο κα ιεθεηδεμφκ ηα ηφνζα παναηηδνζζηζηά ηδξ ηαηακμιήξ ημο δθεηηνζημφ πεδίμο βφνς απυ ηζξ ζηαβυκεξ φδαημξ. Καζ ζηα δφμ ιμκηέθα πνμζμιμζχκεηαζ, έκα επίπεδμ θφθθμ απυ οδνυθμαμ ζζθζημκμφπμ ηαμοηζμφη ιε ιία δζαηνζηή ζηαβυκα φδαημξ ιεηαλφ δφμ δθεηηνμδίςκ πμο πνδζζιμπμζμφκηαζ βζα κα ιεθεηδεεί δ αφλδζδ ημο δθεηηνζημφ πεδίμο πθδζίμκ ηςκ ζηαβυκςκ φδαημξ. Σμ έκα δθεηηνυδζμ θμνηίγεηαζ (π.π., 100 Volts) ηαζ ημ άθθμ είκαζ βεζςιέκμ. Σμ θμβζζιζηυ πμο πνδζζιμπμζείηαζ εεςνεί επίζδξ ςξ δεδμιέκδ ηδ βείςζδ ζε ηάπμζμ απμιαηνοζιέκμ ζδιείμ. Κάηζ ηέημζμ είκαζ ζζμδφκαιμ ιε ηδ δζελαβςβή εκυξ πεζνάιαημξ ζ έκα ενβαζηήνζμ ορδθχκ ηάζεςκ ιε ημ δάπεδμ, ηδκ μνμθή ηαζ ημοξ ημίπμοξ βεζςιέκμοξ. Πνμηεζιέκμο κα πνμζμιμζςεεί δ πενζμπή ημο πενζαθήιαημξ, εεςνμφκηαζ δφμ δθεηηνυδζα ιαγί ιε έκα θφθθμ απυ απθυ ζζθζημκμφπμ ηαμοηζμφη (Silicone Rubber) ημπμεεηδιέκμ ακάιεζα ζηα δφμ δθεηηνυδζα πμο είκαζ ηάεεηα πνμξ αοηυ, υπςξ θαίκεηαζ ηαζ ζημ ζπήια Πνμηεζιέκμο κα πνμζμιμζςεεί δ πενζμπή ημο δίζημο, ημ θφθθμ απυ SiR ημπμεεηείηαζ πανάθθδθα ιεηαλφ ηςκ δφμ δθεηηνμδίςκ, υπςξ θαίκεηαζ ζημ ζπήια Σ απμηεθέζιαηα ηδξ βςκίαξ επαθήξ, ημο ιεβέεμοξ, ημο ζπήιαημξ ηαζ ηδξ αβςβζιυηδηαξ ιίαξ ζηαβυκαξ φδαημξ ζηδκ αφλδζδ ημο δθεηηνζημφ πεδίμο δζενεοκχκηαζ ιε ηδ πνδζζιμπμίδζδ ηςκ δφμ αοηχκ ιμκηέθςκ [32]. 43

54 ρήκα 2.9: Σνία είδδ ζηαβυκςκ φδαημξ επάκς ζ έκακ ηαηαηυνοθμ ιμκςηήνα ακάνηδζδξ Πξνζνκνίσζε ειεθηξηθνύ πεδίνπ ηεο πεξηνρήο ηνπ πεξηβιήκαηνο Πνμηεζιέκμο κα πνμζμιμζςεεί δ πενζμπή ημο πενζαθήιαημξ εκυξ ιμκςηήνα, οπμηίεεκηαζ δφμ δθεηηνυδζα ιαγί ι έκα απθυ θφθθμ απυ SiR. Σμ ιέβεεμξ ημο θφθθμο απυ SiR είκαζ 10 cm 10 cm ιε πάπμξ 0.5 cm. Ζ δζδθεηηνζηή ζηαεενά ημο οθζημφ απυ SiR πμο πνδζζιμπμζείηαζ ηαζ ζημοξ οπμθμβζζιμφξ είκαζ 4.3. Σα δφμ δθεηηνυδζα ημπμεεημφκηαζ ζε απυζηαζδ 10 cm ημ έκα απυ ημ άθθμ. Ζ απυζηαζδ ημο θφθθμο απυ SiR θαίκεηαζ ζημ ζπήια 2.10 ημ θφθθμ απυ SiR είκαζ ζημ δζάζηδια ιεηαλφ ηςκ δφμ δθεηηνμδίςκ πνμηεζιέκμο κα πνμζμιμζςεεί δ πενζμπή ημο πενζαθήιαημξ. Σμ θμνηζζιέκμ δθεηηνυδζμ ανίζηεηαζ ζηδκ ανζζηενή πθεονά ηαζ ημ βεζςιέκμ δθεηηνυδζμ ανίζηεηαζ ζηδ δελζά πθεονά. Σμ εθανιμγυιεκμ δοκαιζηυ είκαζ 100 V, πμο ζδιαίκεζ υηζ μ ιέζμξ υνμξ ηδξ έκηαζδξ ημο δθεηηνζημφ πεδίμο είκαζ 100/10=10 V/cm. Οζ δζεοεφκζεζξ x, y, z πνμζδζμνίγμκηαζ υπςξ θαίκεηαζ ηαζ ζημ ζπήια Μία ζηαβυκα φδαημξ ζπήιαημξ διζζθαζνίμο οπμηίεεηαζ υηζ ανίζηεηαζ ζημ εκδζάιεζμ ημο δζαζηήιαημξ ιεηαλφ ηςκ δφμ δθεηηνμδίςκ. Ζ δζάιεηνμξ ηδξ ζηαβυκαξ φδαημξ είκαζ 4mm ηαζ ημ φρμξ ηδξ είκαζ 2 mm. Ζ δζδθεηηνζηή ζηαεενά ηδξ ζηαβυκαξ φδαημξ είκαζ 80 ηαζ δ αβςβζιυηδηα ηδξ εεςνείηαζ ιδδεκζηή. Γζα ηδκ πνμζμιμίςζδ ηδξ πενζμπήξ ημο πενζαθήιαημξ, ζημ ζπήια 2.11 θαίκμκηαζ μζ ζζμδοκαιζηέξ βναιιέξ υηακ ιία απθή ζηαβυκα φδαημξ είκαζ ζημ ηέκηνμ ηδξ επζθάκεζαξ. Ζ ηαηακμιή ημο δθεηηνζημφ πεδίμο ηαηά ιήημξ ηδξ επζθάκεζαξ ημο θφθθμο επίζδξ οπμθμβίγεηαζ ηαζ θαίκεηαζ ζημ ζπήια Ζ έκηαζδ ημο δθεηηνζημφ πεδίμο εκζζπφεηαζ ζηδ δζεπζθάκεζα ιεηαλφ ηδξ ζηαβυκαξ φδαημξ, ημο αένα ηαζ ημο ιμκςηζημφ θφθθμο ζηδκ ηζιή ηςκ 32.9 V/cm. 44

55 ρήκα 2.10: Πεζναιαηζηή δζάηαλδ βζα ηδκ πνμζμιμίςζδ ηδξ πενζμπήξ ημο πενζαθήιαημξ ρήκα 2.11: Γναιιέξ ζζμδοκαιζηέξ ηαζ βναιιέξ δθεηηνζημφ πεδίμο βζα ηδκ πνμζμιμίςζδ ηδξ πενζμπήξ ημο πενζαθήιαημξ. ρήκα 2.12: Καηακμιή δθεηηνζημφ πεδίμο ηαηά ιήημξ ηδξ επζθάκεζαξ εκυξ θφθθμο απυ SIR βζα ηδκ πνμζμιμίςζδ ηδξ πενζμπήξ ημο πενζαθήιαημξ. 45

56 Μία ιεβεεοιέκδ εζηυκα ηςκ ζζμδοκαιζηχκ βναιιχκ ηαζ ηςκ βναιιχκ ημο δθεηηνζημφ πεδίμο βφνς απυ ηδ ζηαβυκα φδαημξ πμο είκαζ ημπμεεηδιέκδ επάκς ζημ θφθθμ απυ SiR πνμζμιμζχκεζ ηδκ πενζμπή ημο πενζαθήιαημξ ηαζ θαίκεηαζ ζημ ζπήια Οζ ζοκεπυιεκεξ βναιιέξ ακηζπνμζςπεφμοκ ηζξ ζζμδοκαιζηέξ βναιιέξ, μζ δζαηεημιιέκεξ βναιιέξ πνδζζιμπμζμφκηαζ βζα ηδκ απυδμζδ ηςκ βναιιχκ ημο δθεηηνζημφ πεδίμο. Απυ ημ ζπήια 2.13 θαίκεηαζ υηζ δ πανμοζία ζηαβυκαξ φδαημξ πνμηαθεί ζδιακηζηή παναιυνθςζδ ζημ ζπήια ηςκ ζζμδοκαιζηχκ βναιιχκ ηαζ ηςκ βναιιχκ ημο δθεηηνζημφ πεδίμο πμο ανίζημκηαζ ζε βεζηκίαζδ ιε ηδ ζηαβυκα φδαημξ. Γζα ηδκ πνμζμιμίςζδ ηδξ πενζμπήξ ημο πενζαθήιαημξ, δ έκηαζδ ημο δθεηηνζημφ πεδίμο είκαζ ζδιακηζηά αολδιέκδ ζηδ δζεπζθάκεζα ιεηαλφ ηδξ ζηαβυκαξ φδαημξ, ημο αένα ηαζ ημο ιμκςηζημφ θφθθμο. ρήκα 2.13: Ηζμδοκαιζηέξ βναιιέξ ηαζ βναιιέξ δθεηηνζημφ πεδίμο βφνς απυ ιία ζηαβυκα φδαημξ επάκς ζηδκ επζθάκεζα ημο πενζαθήιαημξ. Σμ ιέβεεμξ ηαζ δ θμνά ημο δζακφζιαημξ ηδξ έκηαζδξ ημο δθεηηνζημφ πεδίμο ιεηααάθθμκηαζ ηαηά ιήημξ ηδξ επζθάκεζαξ ηδξ ζηαβυκαξ φδαημξ. Πνμηεζιέκμο κα παναημθμοεδεμφκ αοηέξ μζ ιεηααμθέξ, δζάθμνεξ πμζυηδηεξ ιπμνμφκ κα εθεβπεμφκ, βζα πανάδεζβια μζ x, y, ή z δζεοεφκζεζξ ηδξ έκηαζδξ ημο δθεηηνζημφ πεδίμο, ή ημ ιέηνμ ημο ακφζιαημξ ηδξ έκηαζδξ ημο δθεηηνζημφ πεδίμο. Οζ x, y, z, ζοκηεηαβιέκεξ ηαζ ημ ιέηνμ ηδξ έκηαζδξ επάκς ζηδκ επζθάκεζα ηδξ ζηαβυκαξ φδαημξ ζηδκ πενζμπή ημο πενζαθήιαημξ είκαζ υπςξ θαίκεηαζ ζημ ζπήια 2.14 (a), (b), (c), (d), ακηίζημζπα. Κάεε ζδιείμ επάκς ζηδκ επζθάκεζα ηδξ ζηαβυκαξ φδαημξ πενζβνάθεηαζ ιε ηνεζξ ζοκηεηαβιέκεξ (x, y, z). ηδκ πναβιαηζηυηδηα δ ηέηανηδ δζάζηαζδ εα ήηακ απαναίηδηδ πνμηεζιέκμο κα δείλεζ ηδκ ηαηακμιή ημο ιέηνμο ηδξ έκηαζδξ ημο δθεηηνζημφ πεδίμο. Πνμηεζιέκμο κα είκαζ δοκαηή δ ειθάκζζδ ηδξ ηαηακμιήξ ηδξ έκηαζδξ ημο δθεηηνζημφ πεδίμο επάκς ζηδκ επζθάκεζα ηςκ ζηαβυκςκ φδαημξ πνδζζιμπμζχκηαξ έκα 3D βνάθδια, ημ ζδιείμ ηδξ επζθάκεζαξ ακαπανίζηαηαζ ιε ηζξ 46

57 (x,y) ζοκηεηαβιέκεξ ημο ιυκμκ. Με άθθα θυβζα, υθα ηα ζδιεία επάκς ζηδκ επζθάκεζα ηςκ ζηαβυκςκ φδαημξ ακαπανίζηακηαζ ιε ηδκ πνμαμθή ημοξ επάκς ζ έκα (x,y) επίπεδμ. Συηε δ z δζάζηαζδ ιπμνεί κα πνδζζιμπμζδεεί πνμηεζιέκμο κα δείλεζ ηα ιέηνα ημο ακφζιαημξ ηδξ έκηαζδξ ημο δθεηηνζημφ πεδίμο ή ηζξ παναιέηνμοξ ημο ζε μπμζμδήπμηε άθθμ ζδιείμ επάκς ζηδκ επζθάκεζα ηςκ ζηαβυκςκ φδαημξ. ρήκα 2.14: Πανάιεηνμζ ημο ακφζιαημξ ηαζ ιέηνμ ηδξ έκηαζδξ ημο δθεηηνζημφ πεδίμο επάκς ζηδκ επζθάκεζα ηδξ ζηαβυκαξ φδαημξ ζηδκ πενζμπή ημο πενζαθήιαημξ. Γζα ιία ζηαβυκα φδαημξ ζηδκ πενζμπή ημο πενζαθήιαημξ, δ ιέβζζηδ ηζιή ηδξ έκηαζδξ ημο δθεηηνζημφ πεδίμο, ιε εθανιμβή δοκαιζημφ ηζιήξ 100 V, είκαζ 32.9 V/cm επάκς ζηδκ επζθάκεζα ηδξ ζηαβυκαξ φδαημξ, ζηδ δζεπζθάκεζα ιεηαλφ ηδξ ζηαβυκαξ φδαημξ, ημο αένα ηαζ ημο ιμκςηζημφ οθζημφ. Ο πανάβμκηαξ εκίζποζδξ ημο δθεηηνζημφ πεδίμο είκαζ 3.29, μ μπμίμξ μνίγεηαζ ςξ μ θυβμξ ηδξ ιέβζζηδξ έκηαζδξ ημο δθεηηνζημφ πεδίμο ζηδκ άηνδ ηδξ ζηαβυκαξ φδαημξ ηαζ ηδξ εκηάζεςξ ημο δθεηηνζημφ πεδίμο πμο εθανιυγεηαζ άκεο ηδξ ζηαβυκαξ φδαημξ. Ζ y δζάζηαζδ ημο ακφζιαημξ ηδξ εκηάζεςξ ημο δθεηηνζημφ πεδίμο είκαζ δ ηονίανπδ πανάιεηνμξ, υπςξ άθθςζηε ακαιέκεηαζ [32]. Με οπμθμβζζιμφξ ημο δθεηηνζημφ πεδίμο ηαζ ιζηνήξ ηθίιαηαξ πεζνάιαηα μζ A.J. Philips, D.J. Childs ηαζ H.M. Schneider ελεηάγμοκ ηδκ αφλδζδ ημο δθεηηνζημφ πεδίμο ζε δζάθμνεξ πενζμπέξ ημο πενζαθήιαημξ ημο ιμκςηήνα ηαζ ηα απμηεθέζιαηα ηςκ ζζμδοκαιζηχκ βναιιχκ ηαζ ηςκ ηζιχκ ημο δθεηηνζημφ πεδίμο θαίκμκηαζ ζηα ζπήιαηα 47

58 2.15 ηαζ Ζ δζάηαλδ ημο ζπήιαημξ 2.4 πνμζμιμζχεδηε ιε θμβζζιζηυ ηνζζδζάζηαηδξ έηδμζδξ ιε ηδ ιέεμδμ ηςκ πεπεναζιέκςκ ζημζπείςκ πνμηεζιέκμο κα πνμζδζμνζζηεί δ ηαηακμιή ημο δθεηηνζημφ πεδίμο (E-field) [33]. ρήκα 2.15: Ηζμδοκαιζηέξ βναιιέξ βφνς απυ ημ διζζθαίνζμ ζηαβυκαξ φδαημξ επάκς ζε ιδ ηεναιζηυ ιμκςηήνα ιε ηδκ εθανιμβή μιμζυιμνθμο δθεηηνζημφ πεδίμο ρήκα 2.16: Σζιέξ δθεηηνζημφ πεδίμο ηαηά ιήημξ ηδξ βναιιήξ Α-Β ζε πνμζμιμίςζδ ημο πενζαθήιαημξ εκυξ ιδ ηεναιζημφ ιμκςηήνα ιε ιία ζηαβυκα φδαημξ ιε εθεζρμεζδέξ ζπήια υηακ δ έκηαζδ ημο δθεηηνζημφ πεδίμο απμοζία ηδξ ζηαβυκαξ φδαημξ είκαζ 1 V/mm Πξνζνκνίσζε ειεθηξηθνύ πεδίνπ ηεο πεξηνρήο ηνπ δίζθνπ Πνμηεζιέκμο κ ακαπαναζηαεεί δ πενζμπή ημο δίζημο ημο ιμκςηήνα, εεςνμφκηαζ δφμ δθεηηνυδζα ιαγί ι έκα απθυ θφθθμ απυ SiR. Σα δφμ δθεηηνυδζα ημπμεεημφκηαζ ζε απυζηαζδ 10 cm ιεηαλφ ημοξ. Σμ θφθθμ απυ SiR ημπμεεηείηαζ ζε εέζδ πανάθθδθδ ιεηαλφ ηςκ δφμ δθεηηνμδίςκ πνμηεζιέκμο κα πνμζμιμζςεεί δ πενζμπή ημο δίζημο υπςξ θαίκεηαζ ηαζ ζημ ζπήια Σμ επάκς δθεηηνυδζμ είκαζ θμνηζζιέκμ ηαζ ημ ηάης δθεηηνυδζμ είκαζ βεζςιέκμ. Σμ δοκαιζηυ πμο εθανιυγεηαζ είκαζ 100 V, πμο ζδιαίκεζ υηζ δ ιέζδ ηζιή ηδξ έκηαζδξ ημο δθεηηνζημφ πεδίμο είκαζ 100/10=10 V/cm. Οζ x, y, z ηαηεοεφκζεζξ πνμζδζμνίγμκηαζ υπςξ θαίκεηαζ ζημ ζπήια

59 ρήκα 2.17: Πεζναιαηζηή δζάηαλδ βζα ηδκ πνμζμιμίςζδ ηδξ πενζμπήξ ημο δίζημο. Μία ζηαβυκα φδαημξ ζε ζπήια διζζθαζνίμο εεςνείηαζ ζημ ιέζμ δζάζηδια ιεηαλφ ηςκ δθεηηνμδίςκ. Ζ δζάιεηνμξ ηδξ ζηαβυκαξ φδαημξ είκαζ 4mm ηαζ ημ φρμξ ηδξ είκαζ 2 mm. Ζ δζδθεηηνζηή ζηαεενά ημο κενμφ είκαζ 80 ηαζ δ αβςβζιυηδηα ημο εεςνείηαζ ιδδεκζηή. Γζα ηδκ πνμζμιμίςζδ ηδξ πενζμπήξ ημο δίζημο, ζημ ζπήια 2.18 θαίκμκηαζ μζ ζζμδοκαιζηέξ βναιιέξ ιε ιία απθή ζηαβυκα φδαημξ ζημ ηέκηνμ ηδξ επζθάκεζαξ. Ζ ηαηακμιή ημο δθεηηνζημφ πεδίμο ζηδκ επζθάκεζα ημο θφθθμο επίζδξ οπμθμβίγεηαζ ηαζ θαίκεηαζ ζημ ζπήια 2.19 Ζ έκηαζδ ημο δθεηηνζημφ πεδίμο έπεζ αολδεεί ζηδκ ημνοθή ηδξ ζηαβυκαξ φδαημξ. Ο θυβμξ βζα ηδκ αθθαβή ημο ιέηνμο ηδξ εκηάζεςξ ημο δθεηηνζημφ πεδίμο ζημ ζπήια 2.19 είκαζ απμηέθεζια ηδξ βναιιήξ οπμθμβζζιμφ πμο δζένπεηαζ ιέζς ημο φδαημξ πμο έπεζ δζδθεηηνζηή ζηαεενά ίζδ ιε 80. ρήκα 2.18: Ηζμδοκαιζηέξ βναιιέξ ηαζ βναιιέξ δθεηηνζημφ πεδίμο ηαηά ηδκ πνμζμιμίςζδ ηδξ πενζμπήξ ημο δίζημο. 49

60 ρήκα 2.19: Καηακμιή δθεηηνζημφ πεδίμο ζηδκ επζθάκεζα ημο θφθθμο απυ SiR ηαηά ηδκ πνμζμιμίςζδ ηδξ πενζμπήξ ημο δίζημο. Ζ ιεβεεοιέκδ εζηυκα ηςκ ζζμδοκαιζηχκ βναιιχκ ηαζ ηςκ βναιιχκ ημο δθεηηνζημφ πεδίμο βφνς απυ ηδ ζηαβυκα φδαημξ πμο εκαπμηίεεηαζ ζ έκα θφθθμ απυ SiR πνμζμιμζχκμκηαξ ηδκ πενζμπή ημο δίζημο θαίκεηαζ ζημ ζπήια 2.20.Οζ ζοκεπείξ βναιιέξ ακαπανζζηάκμοκ ηα ζζμδοκαιζηά πενζβνάιιαηα, μζ δζαηεημιιέκεξ βναιιέξ πνδζζιμπμζμφκηαζ βζα ηζξ βναιιέξ ημο δθεηηνζημφ πεδίμο. Δίκαζ θακενυ απυ ημ ζπήια 2.20 υηζ δ πανμοζία ζηαβυκαξ φδαημξ πνμηαθεί ζδιακηζηή παναιυνθςζδ ζημ ζπδιαηζζιυ ηςκ ζζμδοκαιζηχκ βναιιχκ ηαζ ηςκ βναιιχκ ημο δθεηηνζημφ πεδίμο ζηδκ εββφηενδ πενζμπή ηδξ ζηαβυκαξ φδαημξ. Γζα ηδκ πνμζμιμίςζδ ηδξ πενζμπήξ ημο δίζημο, δ έκηαζδ ημο δθεηηνζημφ πεδίμο αολάκεηαζ ζηδκ ημνοθή ηδξ ζηαβυκαξ φδαημξ. ρήκα 2.20: Ηζμδοκαιζηέξ βναιιέξ ηαζ βναιιέξ δθεηηνζημφ πεδίμο βφνς απυ ιία ζηαβυκα φδαημξ επάκς ζηδκ επζθάκεζα ημο δίζημο. Οζ x, y, z πανάιεηνμζ ηαζ ημ ιέηνμ ηδξ έκηαζδξ ημο δθεηηνζημφ πεδίμο επάκς ζηδκ επζθάκεζα ηδξ ζηαβυκαξ φδαημξ ζηδκ πενζμπή ημο πενζαθήιαημξ θαίκμκηαζ ζημ ζπήια 2.21 (a), (b), (c), (d), ακηίζημζπα. Πανυιμζα πνμξ ηδκ πνμζμιμίςζδ ηδξ 50

61 πενζμπήξ ημο πενζαθήιαημξ, υθα ηα ζδιεία ζηδκ επζθάκεζα ηδξ ζηαβυκαξ φδαημξ ακαπανίζηακηαζ απυ ηδκ πνμαμθή ημοξ ζημ (x,y) επίπεδμ. Συηε δ z δζάζηαζδ ιπμνεί κα πνδζζιμπμζδεεί πνμηεζιέκμο κα δείλεζ ηα ιέηνα ημο ακφζιαημξ ηδξ εκηάζεςξ ημο δθεηηνζημφ πεδίμο ή ηζξ παναιέηνμοξ ημο ζε ηάεε ζδιείμ ζηδκ επζθάκεζα ηδξ ζηαβυκαξ φδαημξ. Γζα ιία ζηαβυκα φδαημξ ζηδκ πενζμπή ημο δίζημο, δ ιέβζζηδ ηζιή ηδξ έκηαζδξ ημο δθεηηνζημφ πεδίμο, ιε εθανιμβή δοκαιζημφ ηζιήξ 100 V, είκαζ 27.6 V/cm επάκς ζηδκ ημνοθή ηδξ ζηαβυκαξ φδαημξ. Ο πανάβμκηαξ εκίζποζδξ ημο δθεηηνζημφ πεδίμο είκαζ Ζ z πανάιεηνμξ ημο ακφζιαημξ ηδξ εκηάζεςξ ημο δθεηηνζημφ πεδίμο είκαζ δ ηονίανπδ πανάιεηνμξ, υπςξ ακαιεκυηακ [32]. ρήκα 2.21: Πανάιεηνμζ ημο ακφζιαημξ ηδξ εκηάζεςξ ηαζ ιέηνμ ηδξ εκηάζεςξ ημο δθεηηνζημφ πεδίμο επάκς ζηδκ επζθάκεζα ιζαξ ζηαβυκαξ φδαημξ ζηδκ επζθάκεζα ημο δίζημο. 2.4 Δπίδξαζε ηεο γσλίαο επαθήο, ηνπ κεγέζνπο, ηνπ ζρήκαηνο θαη ηεο αγσγηκόηεηαο ηεο ζηαγόλαο ύδαηνο Δπίδξαζε ηεο γσλίαο επαθήο ηεο ζηαγόλαο ύδαηνο Γζα ιία ζηαβυκα ζηδκ πενζμπή ημο πενζαθήιαημξ, δ ορδθυηενδ ηζιή ηδξ έκηαζδξ ημο δθεηηνζημφ πεδίμο είκαζ ζηδ δζεπζθάκεζα ιεηαλφ ηδξ ζηαβυκαξ φδαημξ, ημο αένα ηαζ ημο ιμκςηζημφ θφθθμο. Δίκαζ πναηηζημφ εκδζαθένμκημξ κα βκςνίγμοιε ηδκ αφλδζδ ημο δθεηηνζημφ πεδίμο ζε δζάθμνεξ βςκίεξ επαθήξ ηδξ ζηαβυκαξ φδαημξ. Γζα ιία ζηαβυκα ζηδκ πενζμπή ημο δίζημο, δ ορδθυηενδ ηζιή ηδξ έκηαζδξ ημο δθεηηνζημφ πεδίμο είκαζ ζηδκ ημνοθή ηδξ ζηαβυκαξ φδαημξ, ηαζ υπζ ζηδ ζοιαμθή ιεηαλφ ηδξ ζηαβυκαξ φδαημξ ηαζ ημο ιμκςηζημφ θφθθμο. Ζ επίδναζδ ηδξ βςκίαξ επαθήξ δεκ είκαζ ζδιακηζηή. Έηζζ εεςνείηαζ δ ζηαβυκα ιυκμ ζηδκ πενζμπή ημο πενζαθήιαημξ. Κάης απυ δζαθμνεηζηέξ ααειίδεξ οδνμθμαζηυηδηαξ ηδξ επζθάκεζαξ ημο θφθθμο απυ SiR, δ βςκία επαθήξ ηδξ ζηαβυκαξ φδαημξ πμζηίθθεζ. Σέζζενζξ παναηηδνζζηζηέξ 51

62 ηζιέξ ηδξ βςκίαξ επαθήξ εεςνμφκηαζ βζα θυβμοξ ζοβηνίζεςξ, μζ μπμίεξ είκαζ 120, 90, 60, ηαζ 30 ααειμφξ. Πνμηεζιέκμο κ απμθεοπεεί δ επίδναζδ ζηδκ αφλδζδ ημο δθεηηνζημφ πεδίμο ελαζηίαξ ηδξ ηφιακζδξ ημο ιεβέεμοξ ηδξ ζηαβυκαξ φδαημξ, δ πενζμπή επαθήξ ιεηαλφ ηδξ ζηαβυκαξ φδαημξ ηαζ ημο θφθθμο απυ SiR βζ αοηέξ ηζξ ηέζζενζξ πενζπηχζεζξ δζαηδνείηαζ ζηαεενή. Ζ πενζμπή επαθήξ ζ αοηή ηδ ιεθέηδ πνμζδζμνίγεηαζ απυ έκακ ηφηθμ δζαιέηνμο 4mm. Ζ δζδθεηηνζηή ζηαεενά ηδξ ζηαβυκαξ φδαημξ είκαζ 80 ηαζ δ αβςβζιυηδηα εεςνείηαζ ιδδεκζηή. Οζ ιεβεεοιέκεξ εζηυκεξ ηςκ ζζμδοκαιζηχκ βναιιχκ ηαζ ηςκ βναιιχκ δθεηηνζημφ πεδίμο βφνς απυ ηδ ζηαβυκα φδαημξ βζα αοηέξ ηζξ ηέζζενζξ πενζπηχζεζξ θαίκμκηαζ ζημ ζπήια Ζ ζηαβυκα φδαημξ ημπμεεηείηαζ επάκς ζ έκα θφθθμ απυ SiR βζα ηδκ πνμζμιμίςζδ ηδξ πενζμπήξ ημο πενζαθήιαημξ. Οζ ζοκεπείξ βναιιέξ ακαπανζζηάκμοκ ηζξ ζζμδοκαιζηέξ βναιιέξ, μζ δζαηεημιιέκεξ βναιιέξ πνδζζιμπμζμφκηαζ βζα ηδκ απυδμζδ ηςκ βναιιχκ ημο δθεηηνζημφ πεδίμο. Δίκαζ πνμθακέξ απυ ημ ζπήια 2.22 υηζ δ ζηαβυκα φδαημξ ιε ιεβαθφηενδ βςκία επαθήξ πνμηαθεί ιεβαθφηενδ παναιυνθςζδ ζημ ζπήια ηςκ ζζμδοκαιζηχκ βναιιχκ. Οζ ιέβζζηεξ ηζιέξ ηδξ εκηάζεςξ ημο δθεηηνζημφ πεδίμο επάκς ζηδκ επζθάκεζα ηδξ ζηαβυκαξ φδαημξ ιε δζάθμνεξ ηζιέξ βςκίαξ επαθήξ δίκμκηαζ ζημκ πίκαηα 2.2. Ζ ζπέζδ ιεηαλφ ημο πανάβμκηα αφλδζδξ ημο δθεηηνζημφ πεδίμο ηαζ ηδξ βςκίαξ επαθήξ θαίκεηαζ ζημ ζπήια Σα απμηεθέζιαηα δείπκμοκ υηζ μ πανάβμκηαξ εκίζποζδξ ημο δθεηηνζημφ πεδίμο αολάκεζ ηαεχξ αολάκεζ δ βςκία επαθήξ. Ζ ζπέζδ ιεηαλφ ημοξ είκαζ ζπεδυκ βναιιζηή. Παν υηζ ζηδκ πναβιαηζηυηδηα, ημ ζπήια ηδξ ζηαβυκαξ φδαημξ ζηδκ ηαηαηυνοθδ πενζμπή ημο πενζαθήιαημξ ιπμνεί κα ιδκ είκαζ ζθαζνζηυ, η απμηεθέζιαηα ιπμνμφκ παν υθ αοηά κα πνδζζιμπμζδεμφκ πνμηεζιέκμο κα εηηζιδεεί δ αφλδζδ ημο δθεηηνζημφ πεδίμο βζα ηδ ζηαβυκα φδαημξ ιε ηδκ ίδζα πνμμδεοηζηά αολακυιεκδ βςκία επαθήξ. Ο θυβμξ πενζβνάθεηαζ ελμκοπζζηζηά ζημ ηεθάθαζμ [32]. Πίλαθαο 2.2: Οζ πανάβμκηεξ αφλδζδξ ημο δθεηηνζημφ πεδίμο επάκς ζηδκ επζθάκεζα ιίαξ ζηαβυκαξ φδαημξ ιε δζαθμνεηζηέξ βςκίεξ επαθήξ. 52

63 ρήκα 2.22: Ηζμδοκαιζηέξ βναιιέξ ηαζ βναιιέξ δθεηηνζημφ πεδίμο βφνς απυ ιία ζηαβυκα φδαημξ ζηδκ επζθάκεζα ημο πενζαθήιαημξ ιε δζαθμνεηζηέξ βςκίεξ επαθήξ. ρήκα 2.23: Ο πανάβμκηαξ αφλδζδξ ημο δθεηηνζημφ πεδίμο βζα ιία ζηαβυκα φδαημξ ιε δζαθμνεηζηέξ βςκίεξ επαθήξ ζηδκ πενζμπή ημο πενζαθήιαημξ Δπίδξαζε ηνπ κεγέζνπο ηεο ζηαγόλαο ύδαηνο Σα απμηεθέζιαηα ηδξ επίδναζδξ ημο πανάβμκηα αφλδζδξ ηδξ έκηαζδξ δθεηηνζημφ πεδίμο ελαζηίαξ ηδξ φπανλδξ πμζηίθςκ ιεβεεχκ ηδξ ζηαβυκαξ φδαημξ επίζδξ δζενεοκχκηαζ. Μία παναηηδνζζηζηή ζηαβυκα φδαημξ έπεζ ζπήια διζζθαζνίμο. Οζ δζάιεηνμζ ηςκ παναηηδνζζηζηχκ ζηαβυκςκ φδαημξ ζε αοηή ηδ ιεθέηδ είκαζ ιεηαλφ 2 ηαζ 8 mm. Αοηυ ζδιαίκεζ υηζ μ υβημξ ηδξ ζηαβυκαξ φδαημξ είκαζ ιεηαλφ 2 ηαζ 134ιl. Οζ πανάβμκηεξ αφλδζδξ ημο δθεηηνζημφ πεδίμο βζα ιία ζηαβυκα φδαημξ ιεθεηχκηαζ 53

64 ιε δζαθμνεηζηέξ δζαιέηνμοξ ζηδκ πενζμπή ημο πενζαθήιαημξ ηαζ ζηδκ πενζμπή ημο δίζημο. Σ απμηεθέζιαηα θαίκμκηαζ ζηα ζπήιαηα 2.24 ηαζ Δίκαζ θακενυ υηζ υζμ ιεβαθφηενδ είκαζ δ ζηαβυκα φδαημξ, ηυζμ ιεβαθφηενμξ είκαζ μ πανάβμκηαξ αφλδζδξ. Γζα ιία ζηαβυκα ζηδκ πενζμπή ημο πενζαθήιαημξ, ημ απμηέθεζια ηδξ επίδναζδξ ημο ιεβέεμοξ ηδξ ζηαβυκαξ φδαημξ επάκς ζημκ πανάβμκηα αφλδζδξ είκαζ πζμ ζδιακηζηή απ υηζ ζηδκ πενζμπή ημο δίζημο [32]. ρήκα 2.24: Ο πανάβμκηαξ αφλδζδξ ημο δθεηηνζημφ πεδίμο βζα ιία ζηαβυκα φδαημξ δζαθμνεηζηήξ δζαιέηνμο ζηδκ πενζμπή ημο πενζαθήιαημξ. ρήκα 2.25: Ο πανάβμκηαξ αφλδζδξ ημο δθεηηνζημφ πεδίμο βζα ιία ζηαβυκα φδαημξ δζαθμνεηζηήξ δζαιέηνμο ζηδκ πενζμπή ημο δίζημο Η επίδξαζε ηνπ ζρήκαηνο ηεο ζηαγόλαο ύδαηνο ηδνζγυιεκμζ ζηα ενβαζηδνζαηά απμηεθέζιαηα ηαζ ηζξ ιεθέηεξ δζαθυνςκ άθθςκ ενεοκδηχκ, ημ ζπήια ιζαξ ζηαβυκαξ φδαημξ δεκ είκαζ πάκηα διζζθαζνίμο ηαζ ιεηααάθθεηαζ ηάης απυ δζαθμνεηζηέξ ζοκεήηεξ. Πνμηεζιέκμο κα ιεθεηδεμφκ ηα απμηεθέζιαηα ηδξ επίδναζδξ ημο ζπήιαημξ ηςκ ζηαβυκςκ φδαημξ, δφμ εζηυκεξ βζα δζαθμνεηζηά ζπήιαηα ζηαβυκςκ φδαημξ θαίκμκηαζ ζημ ζπήια

65 ρήκα 2.26: πήια ηςκ ζηαβυκςκ φδαημξ ζηδκ πενζμπή ημο πενζαθήιαημξ ηαζ ζηδκ πενζμπή ημο δίζημο. Όζμ ιεβαθφηενδ είκαζ δ ζηαβυκα φδαημξ, ηυζμ ιεβαθφηενδ είκαζ δ πζεακυηδηα κα ιεηααθδεεί ημ ζπήια ηδξ. Γφμ παναηηδνζζηζηά ζπήιαηα ηςκ ζηαβυκςκ φδαημξ εεςνμφκηαζ ιε ημ ίδζμ πθάημξ ακαθμνάξ ηςκ 8mm επάκς ζηδκ πενζμπή ημο πενζαθήιαημξ. Σμ ζπήια ηδξ ιίαξ ζηαβυκαξ δείπκεζ ηδ ζηαβυκα φδαημξ επάκς ζηδκ πενζμπή ημο πενζαθήιαημξ (ζδιεζχκεηαζ ι έκα αέθμξ ζημ ζπήια 2.26 (α)). Σμ ζπήια ηδξ δεφηενδξ ζηαβυκαξ ακαπανζζηάκεζ ημ ζπήια δφμ ζηαβυκςκ φδαημξ πμο έπμοκ ζοκεκςεεί επάκς ζηδκ πενζμπή ημο δίζημο (ζδιεζχκεηαζ ιε έκα αέθμξ ζημ ζπήια 2.26(α)). Σ απμηεθέζιαηα ηςκ οπμθμβζζιχκ θαίκμκηαζ ζημ πήια Θα πνέπεζ κα πενζζηναθεί πνμξ η ανζζηενά ηαηά 90 πνμηεζιέκμο κα δμφιε ηδκ πναβιαηζηή εέζδ ηδξ παναιμνθςιέκδξ ζηαβυκαξ φδαημξ ζημ ηαηαηυνοθμ πενίαθδια. Ζ ιέβζζηδ ηζιή ηδξ εκηάζεςξ ημο δθεηηνζημφ πεδίμο βζα ηδκ πενίπηςζδ (α) είκαζ ζηδ δζεπζθάκεζα ιεηαλφ ηδξ ζηαβυκαξ φδαημξ, ημο αένα ηαζ ημο ιμκςηζημφ οθζημφ. Ο πανάβμκηαξ αφλδζδξ ημο δθεηηνζημφ πεδίμο είκαζ 4,13 βζα ηδκ πενίπηςζδ (α). Θεςνχκηαξ υηζ μ πανάβμκηαξ αφλδζδξ ημο δθεηηνζημφ πεδίμο βζα ηδ ζηαβυκα φδαημξ (δζαιέηνμο 8mm) πάκς ζημ πενίαθδια ηαζ ζε ζπήια διζζθαζνίμο υηζ είκαζ 4.41, η απμηεθέζιαηα ελαζηίαξ ηδξ δζαθμνάξ ημο ζπήιαημξ δεκ είκαζ ζδιακηζηά. Ζ ιέβζζηδ ηζιή ηδξ εκηάζεςξ ημο δθεηηνζημφ πεδίμο βζα ηδκ πενίπηςζδ (α) είκαζ ζηδκ ημνοθή ηδξ επζθάκεζαξ ηδξ ζηαβυκαξ φδαημξ. Ο πανάβμκηαξ αφλδζδξ ημο δθεηηνζημφ πεδίμο βζα ηδκ πενίπηςζδ (α) είκαζ Θεςνχκηαξ υηζ μ πανάβμκηαξ αφλδζδξ ημο δθεηηνζημφ πεδίμο βζα ηδ ζηαβυκα φδαημξ (δζαιέηνμο 4mm) ζε ζπήια διζζθαζνίμο επάκς ζημ πενίαθδια είκαζ 2.76, η απμηεθέζιαηα ηδξ επίδναζδξ δζαθμνεηζημφ ζπήιαημξ δεκ είκαζ ζδιακηζηά [32]. 55

66 ρήκα 2.27: Ηζμδοκαιζηέξ βναιιέξ βφνς απυ ιία ζηαβυκα φδαημξ ιε δζαθμνεηζηά ζπήιαηα επάκς ζηδκ πενζμπή ημο πενζαθήιαημξ ηαζ ηδκ πενζμπή ημο δίζημο Σν απνηέιεζκα ηεο απόζηαζεο κεηαμύ παξαθείκελσλ ζηαγόλσλ ύδαηνο Γζα ζηαβυκεξ φδαημξ επάκς ζηδκ πενζμπή ημο πενζαθήιαημξ, ημ απμηέθεζια ηδξ εκίζποζδξ ημο δθεηηνζημφ πεδίμο ελαζηίαξ ηςκ πμθθαπθχκ ζηαβυκςκ φδαημξ επίζδξ ελεηάγεηαζ ιε έκα γεφβμξ ζηαβυκςκ φδαημξ δζαιέηνμο 8mm ηαζ ζπήιαημξ διζζθαζνίμο. Ζ απυζηαζδ ιεηαλφ ημοξ ηοιαίκεηαζ απυ 2mm ζε 8 mm. Σμ ζπήια 2.28 δείπκεζ ημκ πανάβμκηα αφλδζδξ ημο δθεηηνζημφ πεδίμο ζε ζοκάνηδζδ ιε ηδκ απυζηαζδ ιεηαλφ δφμ ζηαβυκςκ φδαημξ. Δίκαζ θακενυ υηζ υζμ ημκηφηενα είκαζ μζ ζηαβυκεξ φδαημξ, ηυζμ εκζζποιέκμ είκαζ ημ δθεηηνζηυ πεδίμ. Όηακ δ απυζηαζδ ιεηαλφ δφμ ζηαβυκςκ φδαημξ είκαζ 8mm, μ πανάβμκηαξ ηδξ αφλδζδξ ημο δθεηηνζημφ πεδίμο είκαζ πενίπμο 4.6, πμο είκαζ ηζιή πμο είκαζ πμθφ ημκηά ζηδκ ηζιή 4,4 ημο πανάβμκηα αφλδζδξ ημο δθεηηνζημφ πεδίμο βζα ιία απθή ζηαβυκα φδαημξ. Γζ αοηυ ημ θυβμ, δ επζννμή ηδξ άθθδξ ζηαβυκαξ φδαημξ ιπμνεί κα αβκμδεεί εάκ δ απυζηαζδ ιεηαλφ δφμ ζηαβυκςκ φδαημξ είκαζ ιεβαθφηενδ απυ ηδ δζάιεηνμ ηδξ ζηαβυκαξ φδαημξ [32]. 56

67 ρήκα 2.28: Σμ απμηέθεζια ηδξ επίδναζδξ ηδξ απυζηαζδξ ιεηαλφ ηςκ ζηαβυκςκ φδαημξ ζηδκ αφλδζδ ημο δθεηηνζημφ πεδίμο βζα ηδκ πνμζμιμίςζδ ηδξ πενζμπήξ ημο πενζαθήιαημξ Η επίδξαζε ηεο αγσγηκόηεηαο ηεο ζηαγόλαο ύδαηνο Ζ αβςβζιυηδηα ηςκ ζηαβυκςκ φδαημξ επίζδξ επδνεάγεζ ηδκ αφλδζδ ημο δθεηηνζημφ πεδίμο. Δάκ εεςνδεμφκ ιαγί δ δζδθεηηνζηή ζηαεενά ηαζ δ αβςβζιυηδηα ηδξ ζηαβυκαξ φδαημξ, μ πανάβμκηαξ αφλδζδξ ημο δθεηηνζημφ πεδίμο επάκς ζηδκ επζθάκεζα ηνμπμπμζείηαζ. Μία ζηαβυκα φδαημξ ζε ζπήια διζζθαζνίμο ηαζ δζαιέηνμο 4mm πνδζζιμπμζείηαζ πνμηεζιέκμο κα ενιδκεοημφκ ηα απμηεθέζιαηα ηδξ αβςβζιυηδηαξ ηδξ ζηαβυκαξ φδαημξ. Ζ δζδθεηηνζηή ζηαεενά παναιέκεζ 80. Μία παναηηδνζζηζηή ηζιή ηδξ αβςβζιυηδηαξ εεςνείηαζ βζα ζημπμφξ ζφβηνζζδξ, ςξ 250 ιs/cm. Ο πανάβμκηαξ αφλδζδξ ημο δθεηηνζημφ πεδίμο ιεηααάθθεηαζ απυ 3.29 ζε 3.55 βζα ιία ζηαβυκα φδαημξ ζηδκ πενζμπή ημο πενζαθήιαημξ ηαζ απυ 2.76 ζε 3.17 βζα ιία ζηαβυκα φδαημξ ζηδκ πενζμπή ημο δίζημο. Αολάκμκηαξ ηδκ αβςβζιυηδηα απυ 250 ιs/cm ζε 2500 ιs/cm, δεκ ιεηααάθθεηαζ μ πανάβμκηαξ αφλδζδξ ημο δθεηηνζημφ πεδίμο [32]. 57

68 Κεφάλαιο 3 Γήξαλζε ζπλζεηηθώλ κνλσηήξσλ θαη εθηίκεζε ηεο απόδνζεο ησλ ζπλζεηηθώλ κνλσηήξσλ ζε ζύγθξηζε κε ηνπο θεξακηθνύο κνλσηήξεο 3.1 Δηζαγσγή Ζ ακαιεκυιεκδ δζάνηεζα γςήξ ηςκ ζοκεεηζηχκ ιμκςηήνςκ είκαζ δ πζμ ζδιακηζηή αθθά ηαζ δ πζμ ααέααζδ πανάιεηνμξ πμο ακηζιεηςπίγμοκ ηυζμ μζ πνήζηεξ υζμ ηαζ μζ ηαηαζηεοαζηέξ. Σα ζπέδζα ηςκ ιμκςηήνςκ ηνίηδξ βεκζάξ (ηέθδ 1980 έςξ ηέθδ 1990) ηα μπμία είκαζ ζήιενα ζε πνήζδ, ακαιέκεηαζ κα πανμοζζάζμοκ ακχηενδ απυδμζδ απυ ηα ζπέδζα ιμκςηήνςκ πνχηδξ ηαζ δεφηενδξ βεκζάξ ηα μπμία ανπζηχξ πνδζζιμπμζήεδηακ ηδ δεηαεηία 1970 ηαζ 1980 ακηίζημζπα. Δίκαζ ζδιακηζηυ κα ζδιεζςεεί υηζ ηα πμθοιενή οθζηά ηα μπμία πνδζζιμπμζμφκηαζ ζηδκ ηαηαζηεοή ηςκ ζοκεεηζηχκ ιμκςηήνςκ εα οπμζημφκ βήνακζδ ιε ημ πνυκμ, αθθά αοηυ πμο είκαζ ζδιακηζηυ ζηδ δζάνηεζα ηδξ πνδζζιμπμίδζδξ ημοξ είκαζ κα ιδκ αζημπήζμοκ ή κα ιδκ επζηνέρμοκ δθεηηνζηή οπενπήδδζδ. Ο ιδπακζζιυξ βήνακζδξ ηςκ ζοκεεηζηχκ ιμκςηήνςκ ηαεμνίγεηαζ απυ ημκ ηφπμ ημο πμθοιενμφξ οθζημφ, ημ πμζμζηυ ηςκ πθδνςηζηχκ ιέζςκ πμο πνμζηίεεκηαζ, ημ έημξ ηαηαζηεοήξ, ηδκ πμζυηδηα, ημ ζπέδζμ ιμκςηήνα, ηζξ ζοκεήηεξ θεζημονβίαξ ηαζ δθεηηνζηήξ ηαηαπυκδζδξ, ηζξ πενζααθθμκηζηέξ ζοκεήηεξ θεζημονβίαξ, ηζξ ζοκεήηεξ εβηαηάζηαζδξ, πεζνζζιμφ, ηθπ. Οζ αθθμζχζεζξ ή μζ αθάαεξ πμο εκδέπεηαζ κα οπμζημφκ μζ ιμκςηήνεξ ιπμνμφκ κα πνμλεκδεμφκ απυ δζάθμνα αίηζα, υπςξ απυ ηδκ ηαηή πμζυηδηα πνμσυκημξ πμθοιενμφξ ηαζ ζπεδίςκ ιμκςηήνα, απυ ακεπανηή παναβςβζηή δζαδζηαζία ή ηαζ πμζμηζηυ έθεβπμ, απυ οπεναμθζηέξ δθεηηνζηέξ ή ηαζ ιδπακζηέξ ηαηαπμκήζεζξ, απυ δοζιεκείξ πενζααθθμκηζηέξ ζοκεήηεξ, βεβμκυηα ακςηέναξ αίαξ (ηοθχκεξ, ηαηαζβίδεξ, θςηζά, ζεζζιμί ηθπ.), απυ αηαηάθθδθεξ πναηηζηέξ ζοκηήνδζδξ ή απυ θακεαζιέκδ εθανιμβή ηαζ ηαημιεηαπείνζζδ απυ ημοξ πνήζηεξ, ηθπ. 58

69 3.1.1 Οπηηθή αλαγλώξηζε αιινηώζεσλ / θζνξώλ ζε ζπλζεηηθνύο κνλσηήξεο αλάξηεζεο Αθθμίςζδ: Με ημκ υνμ αθθμίςζδ πνμζδζμνίγεηαζ δ ηαηαζηεοαζηζηή ή επζθακεζαηή βήνακζδ, δ μπμία ειθακίγεηαζ ζημοξ ζοκεεηζημφξ ιμκςηήνεξ ςξ άιεζμ απμηέθεζια ηδξ έηεεζήξ ημοξ ζημ πενζαάθθμκ θεζημονβίαξ, ηδκ δθεηηνζηή ηαηαπυκδζδ, ηζξ ιδπακζηέξ θμνηίζεζξ ή ηαζ ημκ απνυζεηημ πεζνζζιυ. Σμ είδμξ αοηυ ηδξ βήνακζδξ δεκ ακαιέκεηαζ κα πνμηαθέζεζ ηδ ιείςζδ ηδξ απυδμζδξ ή ηαζ ηδξ δζάνηεζαξ γςήξ ημο ιμκςηήνα. Με ηδκ αθθμίςζδ δεκ ιεζχκεηαζ ζδιακηζηά ημ πάπμξ ημο πενζαθήιαημξ απυ πμθοιενέξ οθζηυ, ημ μπμίμ απμηνέπεζ ηδκ είζμδμ ηδξ οβναζίαξ ζημκ πονήκα ημο ιμκςηήνα ηαζ δεκ ιεζχκεηαζ ημ ιήημξ ενποζιμφ πενζζζυηενμ απυ ημ 10% [34]. Κνδηζδζηή ιμνθή: Μεηαηνμπή ηδξ επζθάκεζαξ ημο ιμκςηήνα ζε πμνχδδ ηαζ εφενοπηδ ελαζηίαξ ηδξ έηεεζδξ ζημ πενζαάθθμκ ηςκ οθζηχκ πθήνςζδξ ημο ηαθφιιαημξ [34]. ρήκα 3.1: Αθθμίςζδ ζηδκ πενζμπή ηςκ δίζηςκ ημο ιμκςηήνα Αθθαβή πνχιαημξ: Αθθαβή ζημ πνχια ημο οθζημφ ημο ιμκςηήνα [34]. ρήκα 3.2: Αθθμίςζδ ζηδκ πενζμπή ηςκ δίζηςκ ιε ιεηααμθή ημο πνχιαημξ πμο επζηαθφπηεζ ημ ιμκςηήνα. 59

70 Ράβζζια: οκίζηαηαζ ζε ιζηνέξ νςβιέξ αάεμοξ πενίπμο 0,01 έςξ 0,1 mm [34]. ρήκα 3.3: Αθθμίςζδ ζηδκ πενζμπή ηςκ δίζηςκ θυβς ηδξ ειθάκζζδξ ναβζζιάηςκ. Ολείδςζδ: Υδιζηή πνμζαμθή απυ ηδκ έηεεζδ ημο οθζημφ ζημ πενζαάθθμκ (ζημονζά) [34]. ρήκα 3.4: Αθθμίςζδ ζηδκ πενζμπή ημο ιεηαθθζημφ άηνμο ημο ιμκςηήνα Γζαννμή θζπακηζημφ οθζημφ: Γζαθοβή θζπακηζημφ οθζημφ απυ ηδ δζεπζθάκεζα ιεηαλφ δίζημο / πενζαθήιαημξ ή πενζαθήιαημξ / πενζαθήιαημξ (π.π. ηςκ ζοκδεηζηχκ δαηηοθίςκ) επάκς ζηδκ επζθάκεζα ημο πενζαθήιαημξ ή ημο δίζημο [34]. ρήκα 3.5: Αθθμίςζδ ζηδ δζεπζθάκεζα ιεηαλφ δίζημο ηαζ πενζαθήιαημξ ημο ιμκςηήνα Φςημπδιζηή πνμζαμθή: Μδ ακηζζηνέρζιδ απμζημδυιδζδ ηδξ επζθάκεζαξ ημο ιμκςηήνα απυ ηδκ απχθεζα οθζημφ ζε αάεμξ 1 mm. Παναηδνείηαζ μιμζυιμνθα ζημ ιμκςηήνα είηε εκημπζζιέκα ζε ιία πενζμπή ημο [34]. 60

71 ρήκα 3.6: Αθθμίςζδ ζημ πενίαθδια / άηναηημ ημο ιμκςηήνα Μζηνή απμζοκανιμθυβδζδ: Απμζοκανιμθυβδζδ πνμηφπηεζ ιεηαλφ δζαθμνεηζηχκ ιενχκ ημο ιμκςηήνα ηαζ ιπμνεί κα εεςνδεεί ςξ αθθμίςζδ ηαζ υπζ ςξ αθάαδ ζημκ ιμκςηήνα (ιείςζδ ζημ ιήημξ ενποζιμφ θζβυηενδ απυ 10%, ή ιείςζδ ζημ πάπμξ ημο πμθοιενμφξ πενζαθήιαημξ θζβυηενδ απυ 1mm) [34]. ρήκα 3.7: Αθθμίςζδ ζηδ δζεπζθάκεζα ιεηαλφ δίζημο ηαζ πενζαθήιαημξ ημο ιμκςηήνα Οπηηθή αλαγλώξηζε δεκηώλ / βιαβώλ ζε ζπλζεηηθνύο κνλσηήξεο Βθάαδ: Με ημκ υνμ αθάαδ πνμζδζμνίγμκηαζ μζ ιεηααμθέξ ζημ ζοκεεηζηυ ιμκςηήνα πμο είκαζ ημ απμηέθεζια θεμνχκ ή ζεζνάξ αθθμζχζεςκ ή ηαζ ελςηενζηχκ επζδνάζεςκ πμο πενζθαιαάκεζ απνυζεηημοξ πεζνζζιμφξ. Απυ ηζξ γδιζέξ ακαιέκεηαζ κα οπάνπμοκ επζπηχζεζξ ζηδκ απυδμζδ ή ηαζ ηδ δζάνηεζα γςήξ ημο ιμκςηήνα [34]. Έηεεζδ πονήκα ιμκςηήνα: Απεοεείαξ επαθή ημο πονήκα ημο ιμκςηήνα ιε ημ ελςηενζηυ πενζαάθθμκ (ελαζηίαξ δζαανχζεςξ, ναβζζιάηςκ, νςβιχκ ή απνυζεηηςκ πεζνζζιχκ) [34]. 61

72 ρήκα 3.8: Βθάαδ ζημκ πονήκα ημο ιμκςηήνα θυβς έηεεζδξ ημο ζε ελςηενζηυ πενζαάθθμκ απυ εναφζδ / ημιή ελανηδιάηςκ ημο ρήκα 3.9: Βθάαδ ζημκ πονήκα ημο ιμκςηήνα θυβς έηεεζδξ ημο ζε ελςηενζηυ πενζαάθθμκ απυ εναφζδ / ημιή ημο πμθοιενμφξ πενζαθήιαημξ πάζζιμ: Πθήνδξ δζαπςνζζιυξ δζαθμνεηζηχκ ιενχκ εκυξ ζοκεεηζημφ ιμκςηήνα, μ μπμίμξ ιεζχκεζ δναζηζηά ημ ιήημξ ενποζιμφ (πενζζζυηενμ απυ 10%) ή ημ πάπμξ ημο οθζημφ πμο ειπμδίγεζ ηδκ είζμδμ ηδξ οβναζίαξ ζημκ πονήκα εζςηενζηά ημο ιμκςηήνα (πενζζζυηενμ απυ 1 mm) [34]. ρήκα 3.10: Βθάαδ ζημ πμθοιενέξ πενίαθδια ελαζηίαξ ηδξ ιδ ζοκανιμβήξ ηςκ δζαθμνεηζηχκ ιενχκ ημο ιμκςηήνα. Γζάανςζδ: Μδ ακηζζηνέρζιδ απμζφκεεζδ ηδξ επζθάκεζαξ ιμκςηήνα, δ μπμία πνμηφπηεζ ιε ζδιακηζηή απχθεζα οθζημφ ηαζ πνμηαθεί δναζηζηή ιείςζδ ημο πάπμοξ ημο πμθοιενμφξ πενζαθήιαημξ πμο πανειπμδίγεζ ηδκ είζμδμ ηδξ οβναζίαξ ζημκ πονήκα ημο ιμκςηήνα (πενζζζυηενμ απυ 1 mm). Παναηδνείηαζ μιμζυιμνθα ζημ ιμκςηήνα είηε εκημπζζιέκα ζε ιία πενζμπή ημο [34]. 62

73 ρήκα 3.11: Βθάαδ ζημ πμθοιενέξ πενίαθδια ελαζηίαξ ηδξ δζαανχζεςξ Απμθθμίςζδ: Απμηυθθδζδ ημο πανειαφζιαημξ απυ ημ άηνμ ημο ιμκςηήνα. Ζ αθάαδ εεςνείηαζ υηακ ημ ζθνάβζζια ακμίλεζ ζε αάεμξ πενζζζυηενμ ημο 1 cm [34]. ρήκα 3.12: Βθάαδ ζηδ δζεπζθάκεζα ιεηαλφ ημο πμθοιενμφξ πενζαθήιαημξ ηαζ ηδξ εζμπήξ ημο (ζθνάβζζια) θυβς απμηυθθδζήξ ημο. Βθάαδ δθεηηνζημφ ηυλμο: Βθάαδ δ μπμία πνμηφπηεζ απυ ηδκ ορδθή ηζιή ημο νεφιαημξ ηαζ ηδξ εενιμηναζίαξ ζημ ιεηαθθζηυ άηνμ ημο ιμκςηήνα ιεηά απυ οπενπήδδζδ [34]. ρήκα 3.13: Βθάαδ ζημ ιεηαθθζηυ άηνμ ημο ιμκςηήνα. 63

74 Γζάηνδζδ: Γδιζμονβία μπήξ ζημ πενίαθδια ημο ιμκςηήνα ή ζημ δίζημ [34]. ρήκα 3.14: Βθάαδ ζηδ δζεπζθάκεζα ιεηαλφ ημο πμθοιενμφξ πενζαθήιαημξ ηαζ ηδξ εζμπήξ ημο (ζθνάβζζια) θυβς δζάηνδζδξ. ρήκα 3.15: Βθάαδ ζημ πενίαθδια ημο ιμκςηήνα θυβς δζάηνδζδξ πάζζιμ / πίζζιμ: πάζζιμ, ζπίζζιμ ή νάβζζια πμο εκδέπεηαζ κα πνμηφρεζ ζημ πμθοιενέξ ηάθοιια (πενζαθήιαημξ ή δίζημο) ηαζ κα πνμηαθέζεζ ιεηαηίκδζδ οθζημφ ηαζ μοζζαζηζηή ιείςζδ ημο ιήημοξ ενποζιμφ (πενζζζυηενμ απυ 10%) ή ημο πάπμοξ ημο πμθοιενμφξ πενζαθήιαημξ πμο πανειπμδίγεζ ηδκ είζμδμ οβναζίαξ ζημκ πονήκα ημο ιμκςηήνα (πενζζζυηενμ απυ 1 mm) [34]. ρήκα 3.16: Βθάαδ ζημ πενίαθδια ιμκςηήνα απυ ζπάζζιμ ρήκα 3.17: Βθάαδ ζημοξ δίζημοξ ιμκςηήνα ιε ιείςζδ ημο ιήημοξ ενποζιμφ >10% απυ ζπάζζιμ 64

75 Απακενάηςζδ: Μδ ακηζζηνέρζιδ απμζφκεεζδ ηδξ επζθάκεζαξ ημο ιμκςηζημφ οθζημφ ιε ημ ζπδιαηζζιυ αβχβζιςκ μδχκ (carbon tracks) πμο παναιέκμοκ αβχβζιεξ αηυια ηαζ απμοζία οβναζίαξ [34]. ρήκα 3.18: Βθάαδ ζημ πενίαθδια ιμκςηήνα απυ απμζφκεεζδ ηδξ επζθάκεζάξ ημο ρήκα 3.19: Βθάαδ ζημοξ δίζημοξ ιμκςηήνα απυ απμζφκεεζδ ηδξ επζθάκεζάξ ημοξ Οπηηθή αλαγλώξηζε αζηνρίαο κνλσηήξα Μδπακζηή αζημπία: πάζζιμ ημο πονήκα ηςκ ιμκςηήνςκ έηζζ χζηε κα ιδκ είκαζ πθέμκ δοκαηυ κα οπμζηδνίλμοκ ημ ιδπακζηυ θμνηίμ [34]. ρήκα 3.20: Μδπακζηή αζημπία πονήκα απυ ίκεξ οάθμο πμο δεκ μθείθεηαζ ζε εναφζδ αθθά είκαζ απμηέθεζια αθάαδξ ζημκ πονήκα ημο ιμκςηήνα απυ δζάανςζδ ηαζ απακενάηςζδ ημο οθζημφ. 65

76 ρήκα 3.21: Μδπακζηή αζημπία πονήκα ιμκςηήνα απυ ίκεξ ζηθδνοιέκδξ οάθμο Ζθεηηνζηή αζημπία: Μυκζιδ ιείςζδ ηδξ δζδθεηηνζηήξ ακημπήξ ημο ιμκςηήνα ιεηά απυ εηδήθςζδ ημο θαζκμιέκμο ηδξ οπενπήδδζδξ χζηε κα ιδκ είκαζ πθέμκ δοκαηυκ μ ιμκςηήναξ κα δζαηδνήζεζ ηζξ δζαθμνέξ δοκαιζημφ ηδξ εβηαηάζηαζδξ [34]. 3.2 πλζεηηθνί κνλσηήξεο από ζηιηθόλε ηδ αζαθζμβναθία, έπμοκ βίκεζ πμθθέξ παναηδνήζεζξ βζα ηδ ζζθζηυκδ πςνίξ υιςξ κα οπάνπεζ πναβιαηζηή ηαηακυδζδ ηδξ πδιείαξ ή ηδξ δμιήξ. Ο υνμξ «ζζθζηυκδ» ακαθένεηαζ ζ έκα πμθοιενέξ πμο απμηεθείηαζ απυ έκα ακυνβακμ δεζιυ ιεηαλφ πονζηίμο ηαζ μλοβυκμο. Ζ πζμ βκςζηή ζζθζηυκδ είκαζ ημ πμθοδζιεεοθμ-ζζθμλάκζμ (PDMS), πμο έπεζ ζακ ηφνζμ δεζιυ ημκ δεζιυ ιεηαλφ πονζηίμο ηαζ μλοβυκμο ηαζ επίζδξ πενζέπεζ δφμ ιεεοθζηέξ μιάδεξ ακά ιμκάδα ιμκμιενμφξ. Ζ παναπάκς μιάδα έπεζ ζοκδεεεί ιε έκακ ανζειυ n πανυιμζςκ ιμκάδςκ ζπδιαηίγμκηαξ ηδκ αθοζίδα ημο πμθοιενμφξ ηαζ μ δείηηδξ n ιπμνεί κα είκαζ ζε πζθζάδεξ. Άθθεξ πθεονζηέξ μιάδεξ οδνμβμκακενάηςκ εηηυξ απυ ηζξ ιεεοθζηέξ πμο ζοπκά ακαβκςνίγμκηαζ ζηζξ αθοζίδεξ ηςκ πμθοζζθμλακίςκ είκαζ δ αζεοθζηή, δ θαζκοθζηή ηαζ δ αίκοθμ μιάδα. Τπάνπμοκ αηυιδ ηζ άθθμζ ηφπμζ πανάπθεονςκ μιάδςκ (υπςξ θεμνίμο πμο ζπδιαηίγεζ θεμνμ-ζζθζηυκεξ ή οδνμβυκμο υπςξ ζηζξ ιυκμ οπμηαηεζηδιέκεξ ζζθζηυκεξ), αθθά μ δεζιυξ Si-O είκαζ ημ ηθεζδί χζηε κ απμηαθμφκηαζ ζζθζηυκεξ. Έηζζ ιε ηδ ζδιακηζηή πανμοζία ηςκ ακεναηζηχκ μιάδςκ, δ ακηίθδρδ υηζ δ ζζθζηυκδ είκαζ απμηθεζζηζηά ακυνβακδ δεκ είκαζ αθδεήξ. Αοηή δ πδιζηή ζφκεεζδ ηαζ δ εέζδ ημο δεζιμφ ηαηά ιήημξ ηδξ αθοζίδαξ ηδξ ζζθμλάκδξ εα ηαεμνίζμοκ πμθθέξ απυ ηζξ ζδζυηδηεξ ημο οθζημφ. Σμ ιήημξ ηαζ δ ηαηακμιή ηδξ έηηαζδξ ηςκ πμθοιενχκ ηοιαίκεηαζ ζε δζάθμνα επίπεδα ηαζ επζπθέμκ ζοκεζζθένεζ ζηζξ ζοκμθζηέξ ζδζυηδηεξ ηδξ «ζζθζηυκδξ» πμο επζθέβεηαζ ηαζ πνδζζιμπμζείηαζ. Γζα ημ ζπδιαηζζιυ εκυξ εθαζημιενμφξ απυ ζζθζηυκδ εα πνέπεζ κα ζοκεκςεμφκ μζ αθοζίδεξ ημο πμθοιενμφξ ιε ηέημζμκ ηνυπμ χζηε κα δδιζμονβδεεί δίηηομ ζηαονμδεζιχκ πμο κα έπεζ εθαζηζηέξ ζδζυηδηεξ (π.π. κα επακέθεεζ ζηδκ ίδζα ιμνθή ιεηά απυ έηηαζή ημο). Οζ αζκοθμ-μιάδεξ ηαζ άθθεξ πδιζηά εκενβέξ μιάδεξ είκαζ επίζδξ πανμφζεξ ζακ πθεονζηέξ μιάδεξ ή ηενιαηζηέξ μιάδεξ. Αοηέξ μζ 66

77 μιάδεξ επζηνέπμοκ ημ ζπδιαηζζιυ ηςκ ζηαονμδεζιχκ ηαηά ηδ πδιζηή ακηίδναζδ (πμθθέξ απυ αοηέξ ηζξ μιάδεξ πενζέπμοκ πμθθαπθά άημια άκεναηα). Σα πμθοιενή ιπμνμφκ κα ζοκεκςεμφκ ηαηά ηδ δζάνηεζα ιζαξ ακηίδναζδξ είηε απυ η άηνα ή απυ δζάθμνα ηιήιαηα ηδξ αθοζίδαξ ζπδιαηίγμκηαξ ζηαονμδεζιυ. Ζ θφζδ ηαζ μ ηφπμξ ημο ζηαονμδεζιμφ ελανηάηαζ απυ ηζξ πδιζηά εκενβέξ μιάδεξ, ηα ιέζα βζα ηδ δδιζμονβία ζηαονμδεζιχκ, ημοξ πανειπμδζζηέξ, ηαζ ηαηαθφηεξ. Πνζκ ημ ζπδιαηζζιυ ηςκ ζηαονμδεζιχκ, ημ οθζηυ παναηηδνίγεηαζ ςξ «ηυιιζ ζζθζηυκδξ». Μεηά ηδ δδιζμονβία ηςκ ζηαονμδεζιχκ, παναηηδνίγεηαζ ςξ «εθαζημιενέξ ζζθζηυκδξ» ή εθαζηζηυ ζζθζηυκδξ. Σα εθαζημιενή απυ ζζθζηυκδ ζοκήεςξ πενζέπμοκ ζίθζηα (βοαθί ή παθαγίαξ) ςξ εκζζποηζηά ιέζα ηςκ ιδπακζηχκ ζδζμηήηςκ ημο ζζθζημκμφπμο πμθοιενμφξ. Ζ ζίθζηα δζαεέηεζ πδιζηά εκενβέξ μιάδεξ μζ μπμίεξ ζοκδέμκηαζ ζημ πμθοιενέξ απυ ζζθζηυκδ ηαζ επζδνμφκ ζηδκ ζζπφ, ηδ ζηθδνυηδηα, ηδκ ακεεηηζηυηδηα, ηαζ ζε άθθεξ θοζζηέξ ζδζυηδηεξ. Άθθα πθδνςηζηά ιέζα, υπςξ δ ζίθζηα ζε αολδιέκμ πμζμζηυ πνμζηίεεκηαζ βζα κα ιεζςεεί ημ ηυζημξ. Αοημφ ημο είδμοξ ηα πθδνςηζηά ιέζα παναηηδνίγμκηαζ ςξ «ιδ εκζζποηζηά ιέζα». Κζ άθθα πθδνςηζηά οθζηά πμο πενζθαιαάκμκηαζ επζδνμφκ ζηζξ ζδζυηδηεξ ημο πνμσυκημξ ηαηά ηδκ ηαηενβαζία ημο ηαζ ηδ ιμνθμπμίδζδ ημο ζε ηαθμφπζ, υπςξ ζηδκ ακηίζηαζδ ζηδ δζάανςζδ, ζηδ αεθηίςζδ ηδξ απυδμζδξ ζηζξ ηαζνζηέξ ζοκεήηεξ, ημ πνχια. Αοημφ ημο είδμοξ ηα πθδνςηζηά πμο επζθέβμκηαζ πνέπεζ κα πθδνμφκ δφμ ηφνζα ηνζηήνζα: 1) ιαηνμπνυεεζιδ ζηαεενυηδηα ηάης απυ ζοκήεεζξ ζοκεήηεξ θεζημονβίαξ ηαζ 2) πδιζηή αδνάκεζα ζε άθθα ζοζηαηζηά ηαηά ημ ζπδιαηζζιυ έηζζ χζηε δ ζζθζηυκδ κα δζαηδνεί ηδ θεζημονβζηυηδηά ηδξ ζηδ δζάνηεζα ημο πνυκμο. Ο υνμξ «ζζθζηυκδ» ιε ηδκ εονεία έκκμζα ηαθφπηεζ οθζηά πμο ιπμνμφκ κα απμηηήζμοκ ιζα ζεζνά απυ ζδζυηδηεξ. Μενζηέξ ζζθζηυκεξ είκαζ ηαθφηενεξ βζα εθανιμβέξ δθεηηνζηχκ ιμκςηζηχκ ελςηενζηήξ πνήζδξ, εκχ άθθεξ δεκ είκαζ ηαηάθθδθεξ. Παν υθα αοηά απυ ηδ ζηζβιή πμο ημ ααζζηυ ζζθζημκμφπμ πμθοιενέξ επζθέβεηαζ, εα πνέπεζ αοηυ κα ζπδιαηζζηεί ηαηαθθήθςξ πενζθαιαάκμκηαξ πνυζεεηα πμο αεθηζζημπμζμφκ ηζξ ζδζυηδηεξ πμο επδνεάγμοκ ηδκ απυδμζδ ημο οθζημφ. Σα πμθοιενή απυ ζζθζηυκδ έπμοκ ηυζμ πνμηενήιαηα υζμ ηαζ ιεζμκεηηήιαηα. Μεηαλφ ηςκ πθεμκεηηδιάηςκ ηα μπμία αλζμπμζμφκηαζ ζε εθανιμβέξ ιμκςηζηχκ ελςηενζηήξ πνήζδξ είκαζ δ οδνμθμαζηυηδηα, ηαζ δ ακάηηδζδ ηδξ οδνμθμαζηυηδηαξ ζε πενίπηςζδ απχθεζαξ, δ ακημπή ζε δοζιεκείξ ηαζνζηέξ ζοκεήηεξ, δ δοκαηυηδηα ηαηενβαζίαξ ηαζ δ εθαζηζηυηδηα ςξ ιδπακζηή ζδζυηδηα. Οζ πενζμνζζιμί πμο ηίεεκηαζ πενζθαιαάκμοκ ορδθά ηυζηδ πνχηςκ οθχκ, δ ιαθαηή οθή, δ ζπεηζηά παιδθή ιδπακζηή ακημπή [35] Η ηθαλόηεηα ηεο αλάθηεζεο ηεο πδξνθνβηθόηεηαο Ζ ζδζυηδηα ηδξ ζζθζηυκδξ κα ακαηηά ηδκ οδνμθμαζηυηδηά ηδξ ζε πενίπηςζδ απχθεζαξ έπεζ εηηεκχξ ακαθενεεί ζηδ αζαθζμβναθία ςξ έκα ζημζπείμ ηθεζδί ζηδ πνήζδ ηδξ ζε εθανιμβέξ ιμκςηήνςκ ελςηενζημφ πχνμο. Ζ παιδθή 67

78 επζθακεζαηή εκένβεζα ηδξ ζζθζηυκδξ έπεζ ςξ απμηέθεζια ηδκ πμθφ ηαθή οδνμθμαζηυηδηα δ μπμία μδδβεί ζηδκ εηδήθςζδ ζδζαίηενα παιδθμφ νεφιαημξ δζαννμήξ ζε ζοκεήηεξ φβνακζδξ ηαζ νφπακζδξ. ε ιζα οδνμθμαζηή επζθάκεζα ημ κενυ ζπδιαηίγεζ ζηαβυκεξ ηαζ δεκ οβναίκεζ εκηεθχξ ηδκ επζθάκεζα υπςξ ακαθένεδηε ηαζ ζημ ηεθάθαζμ 2. Κάηζ ηέημζμ ιεζχκεζ ημ νεφια δζαννμήξ ηαζ ηδκ πζεακυηδηα ζπδιαηζζιμφ λδνχκ γςκχκ πμο μδδβμφκ ζε ορδθέξ ηάζεζξ οπενπήδδζδξ. Οζ μνβακζηέξ μιάδεξ πμο ζοβηεκηνχκμκηαζ βφνς απυ ημκ άλμκα ημο δεζιμφ πονζηίμο - μλοβυκμο είκαζ μοζζαζηζηά οπεφεοκεξ βζα ηδκ οδνμθμαζηυηδηα ηδξ ζζθζηυκδξ, πμο είκαζ πανυιμζα ζε πμθθά μνβακζηά ζοιπμθοιενή πμθομθεθίκδξ. Γεδμιέκα δμηζιχκ πεδίμο ζε πνμσυκηα ημο μιίθμο ηδξ Raychem ιε ζζθζημκμφπα εθαζημιενή ηαζ ηαθφιιαηα απυ ζοιπμθοιενή πμθομθεθίκδξ πανμοζζάγμοκ ζδιακηζηά παιδθά νεφιαηα δζαννμήξ ζε ζπέζδ ιε εθέβπμοξ απυ ηεναιζηά ηαζ άθθα πμθοιενή πνμσυκηα. Ζ ζδζυηδηα ηδξ ζζθζηυκδξ ηδξ ακάηηδζδξ ηδξ οδνμθμαζηυηδηαξ απμδίδεηαζ ζηδκ εθαζηζηυηδηα ημο δεζιμφ ιεηαλφ πονζηίμο ηαζ μλοβυκμο ηαζ ζηδκ πανμοζία ηςκ εοηίκδηςκ ηαζ εθεφεενςκ αθοζίδςκ πονζηίμο. Δνβαζηδνζαηέξ ιεθέηεξ έδεζλακ υηζ ζζπονή νφπακζδ ιε ηαοηυπνμκδ φβνακζδ πανήβαβακ ηυλμ ζηδκ επζθάκεζα πμο ηαηέζηνερε ηδκ επζθακεζαηή οδνμθμαζηυηδηα πνμηαθχκηαξ αολδιέκμ νεφια δζαννμήξ. Παν υθ αοηά δ επζθάκεζα επακαηηά ηδκ οδνμθμαζηυηδηά ηδξ ιεηά απυ έκα δζάζηδια λδναζίαξ ηαζ απαθθαβήξ απυ ηζξ ζοκεήηεξ πμο πνμηάθεζακ ημ δθεηηνζηυ ηυλμ βζα 10 έςξ 12 χνεξ. Ζ ακάηηδζδ ηδξ επζθακεζαηήξ οδνμθμαζηυηδηαξ απμδίδεηαζ ζηδ δζαζπμνά ηςκ εοηίκδηςκ αθοζίδςκ πμθοιενμφξ παιδθμφ ιμνζαημφ αάνμοξ (LMW) απυ ημ ηφνζμ ζχια πνμξ ηδκ επζθάκεζα ηαζ ηδκ πενζζηνμθή ηςκ οδνμθζθζηχκ μιάδςκ ιαηνζά απυ ηδκ επζθάκεζα [35]. Ζ επζθακεζαηή οδνμθμαζηυηδηα ιπμνεί κα εηηζιδεεί ζημ ενβαζηήνζμ ιε ημκ πνμζδζμνζζιυ ηδξ βςκίαξ επαθήξ ιζαξ ζηαβυκαξ απζμκζζιέκμο φδαημξ πάκς ζε ηάπμζα επζθάκεζα οθζημφ υπςξ ακαθένεδηε ζημ ηεθάθαζμ 2. Ζ ακάηηδζδ ηδξ οδνμθμαζηυηδηαξ ιεηά απυ ηδκ επίδναζδ εηηεκχζεςκ corona επάκς ζηδκ επζθάκεζα ημο πμθοιενμφξ ιμκςηζημφ, ιεηνάηαζ ιε ημκ πνμζδζμνζζιυ ζηδ ζοκέπεζα ηςκ ηζιχκ απυ ηζξ πνμηφπημοζεξ βςκίεξ επαθήξ ςξ ζοκάνηδζδ ημο πνυκμο. Σμ απμηέθεζια ηδξ ελέηαζδξ ηειαπίςκ απυ πέκηε ζζθζημκμφπεξ εκχζεζξ πμο πενζείπακ ημ ίδζμ ζζθζημκμφπμ εθαζημιενέξ απέδεζλε υηζ ημ οθζηυ αοηυ δζαεέηεζ ελαζνεηζηή οδνμθμαζηυηδηα ηαεχξ υθα ηα παναπάκς πέκηε ηειάπζα ακέηηδζακ ηδκ οδνμθμαζηυηδηά ημοξ εκηυξ 8 ςνχκ ιεηά απυ ηδκ επίδναζδ ημο ηυλμο. 68

79 Έκα απυ ηα πέκηε ηειάπζα ήηακ απυ ιία ειπμνζηά δζαεέζζιδ ζζθζημκμφπμ έκςζδ πμο πανυηζ είπε ορδθή πενζεηηζηυηδηα ζημκ οβνμζημπζηυ ηνζοδνίηδ AlΟ3 δεκ επέδεζλε ηαθφηενδ ηάζδ ακάηηδζδξ ηδξ οδνμθμαζηυηδηαξ απυ ηα ηειάπζα ηςκ ζζθζημκμφπςκ εκχζεςκ πμο παναζηεοάζηδηακ ζημ ενβαζηήνζμ. ε επζθάκεζεξ μζ μπμίεξ εηηίεεκηαζ ζε ιεβαθφηενδξ δζάνηεζαξ εηηεκχζεζξ corona, π.π: 150sec., δ ακάηηδζδ επίζδξ επζηοβπάκεηαζ ηαζ είκαζ δοκαηή ιεηά απυ δζάζηδια 24 ςνχκ πλζήθεο ειεθηξηθώλ εθθελώζεσλ ή άιισλ θαηαπνλήζεσλ Γεκζηυηενα, υζμ παιδθυηενδ είκαζ δ εθεφεενδ εκένβεζα ηαζ ιεβαθφηενδ δ βςκία επαθήξ, ηυζμ ιεβαθφηενδ είκαζ ηαζ δ οδνμθμαζηυηδηα ημο οθζημφ. Ζ βςκία επαθήξ ηαζ δ επζθακεζαηή εθεφεενδ εκένβεζα εκυξ ζηενεμφ οθζημφ ζοκδέμκηαζ πμζμηζηά ιέζς ηδξ ελίζςζδξ Young υπςξ ακαθένεδηε ηαζ ζημ ηεθάθαζμ 2 ηδξ πανμφζαξ ενβαζίαξ: β s = β SL + β L cosε (2.1) υπμο ε είκαζ δ ζηαηζηή βςκία επαθήξ βζα έκα δείβια πμο είκαζ μνζγυκηζα ημπμεεηδιέκμ, ηαζ β S, β L ηαζ β SL είκαζ δ επζθακεζαηή εθεφεενδ εκένβεζα ακά ιμκάδα επζθάκεζαξ ζηενεμφ, οβνμφ, ηαζ δζεπζθάκεζαξ ζηενεμφ-οβνμφ, ακηίζημζπα. ημ ζπήια πανμοζζάγμκηαζ ηα δζακφζιαηα β S, β L ηαζ β SL ηυζμ ζε επζθάκεζα οδνυθμαμο οθζημφ υζμ ηαζ οδνυθζθμο οθζημφ [36]. ρήκα 3.22: (α) οδνυθμαδ επζθάκεζα (α) οδνυθζθδ επζθάκεζα Πανμοζίαζδ ηςκ δζακοζιάηςκ β S, β L ηαζ β SL Γζα πανάδεζβια, ημ δζάκοζια β S ζε επζθάκεζα ιε ορδθή εθεφεενδ εκένβεζα, υπςξ βζα πανάδεζβια δ επζθάκεζα ιεηάθθμο, βοαθζμφ ηαζ πμνζεθάκδξ έπεζ πμθφ ιεβαθφηενδ ηζιή απ υηζ ημ ακηίζημζπμ δζάκοζια ζηδ ζζθζηυκδ ηαζ ζημ EPDM πμθοιενέξ. Οζ ζηαβυκεξ φδαημξ ααειζαία εα ελαπθςεμφκ ηαζ δ βςκία επαθήξ ζηαδζαηά εα ιεζςεεί ιέπνζξ υημο ημ άενμζζια β SL + β L cosε ελζζςεεί ιε ηδκ ηζιή ημο β S υπςξ θαίκεηαζ ζημ ζπήια 3.22 (α) ζηδκ οδνυθζθδ επζθάκεζα. 69

80 Ακηίεεηα, ζηδκ επζθάκεζα απυ ζζθζημκμφπμ ηαμοηζμφη ηαζ EPDM, δ ηζιή ημο β S είκαζ ιζηνυηενδ απυ ηδκ ηζιή ημο β SL. Ζ ζηαβυκα φδαημξ ζοζηέθθεηαζ απυ ιυκδ ηδξ ηαζ δ βςκία επαθήξ ε αολάκεηαζ ιε απμηέθεζια κα ιεηααθδεεί δ ηαηεφεοκζδ πνμαμθήξ ημο δζακφζιαημξ β L ιέπνζξ υημο ημ άενμζζια β S ηαζ (β L cosε) κα ελζζςεεί ιε ηδκ ηζιή β SL υπςξ θαίκεηαζ ζημ ζπήια 3.22(α). Όπςξ έπεζ ακαθενεεί έκαξ οδνυθμαμξ ιμκςηήναξ ακείζηαηαζ πενζζζυηενμ ζηδ νφπακζδ απ υηζ έκαξ οδνυθζθμξ ιμκςηήναξ. Μεηά απυ ηδκ εηδήθςζδ εηηεκχζεςκ corona παναηδνήεδηε αφλδζδ ζηδ δζαανελζιυηδηα ηδξ επζθάκεζαξ, ηδκ μπμία υιςξ ημ οθζηυ ακέηηδζε ιεηά απυ 166 χνεξ [36]. ρήκα 3.23: (α) οδνυθμαδ επζθάκεζα πνζκ ηδκ έκανλδ ημο θαζκμιέκμο corona, (α) αφλδζδ δζαανελζιυηδηαξ ιεηά ηδκ εηδήθςζδ ηςκ εηηεκχζεςκ corona (β) ακάηηδζδ ηδξ οδνμθμαζηυηδηαξ Αοηά ηα θαζκυιεκα πμο παναηδνμφκηαζ ζημ ζπήια 3.23 έπμοκ άιεζδ ζπέζδ ιε ηδκ εκένβεζα ηδξ επζθάκεζαξ. Όζμ παιδθυηενδ είκαζ δ εκένβεζα ηδξ επζθάκεζαξ, ηυζμ ιεβαθφηενδ είκαζ δ οδνμθμαζηυηδηα. Ζ ζηακυηδηα ηδξ ακάηηδζδξ ηδξ οδνμθμαζηυηδηαξ ηςκ πμθοιενχκ απμδυεδηε ζηδ δζάποζδ ηαζ ηζκδηζηυηδηα ηςκ αθοζίδςκ ημο πμθοιενμφξ παιδθμφ ιμνζαημφ αάνμοξ (LMW). Οζ αθοζίδεξ αοηέξ 70

81 θένμοκ ηζξ ζζπονά οδνυθμαεξ ιεεοθζηέξ μιάδεξ (-CH3) μζ μπμίεξ ιεηαηζκμφκηαζ απυ ημ εζςηενζηυ ημο πμθοιενμφξ πνμξ ηδκ επζθάκεζά ημο πνμζδίδμκηαξ ηαζ πάθζ ζημ οθζηυ οδνυθμαεξ ζδζυηδηεξ. Δπίζδξ θυβς ηδξ εοηζκδζίαξ ηςκ πμθοιενχκ αθοζίδςκ αοηέξ έπμοκ ηδκ ηάζδ κα πνμζακαημθίγμκηαζ λακά ζηδκ ανπζηή ημοξ ηαηάζηαζδ, δ μπμία είκαζ ιζα ηαηάζηαζδ παιδθυηενδξ εκένβεζαξ [36]. Ζ ζηακυηδηα ηδξ ακάηηδζδξ ηδξ οδνμθμαζηυηδηαξ ελεηάζηδηε ζηα δφμ πμθοιενή δδθαδή ζημ ζζθζημκμφπμ ηαμοηζμφη ηαζ ζημ EPDM ηαζ ανέεδηε υηζ ημ ζζθζημκμφπμ ηαμοηζμφη δζαεέηεζ ιεβαθφηενδ ζηακυηδηα ακάηηδζδξ ηδξ οδνμθμαζηυηδηαξ απ υηζ ημ EPDM, βεβμκυξ πμο απμδυεδηε απ εοεείαξ ζηδ δζάποζδ ηςκ αθοζίδςκ ιζηνμφ ιμνζαημφ αάνμοξ απυ ημ εζςηενζηυ ημο ζζθζημκμφπμο πμθοιενμφξ ζηδκ επζθάκεζα ημο. Αοηά ηα απμηεθέζιαηα ηαηαδεζηκφμοκ υηζ μζ ζζθζηυκεξ ακαιέκεηαζ κα έπμοκ ιεβαθφηενδ δζάνηεζα γςήξ απ υηζ ημ EPDM [36]. Πίλαθαο 3.1: Σα ελεηαγυιεκα πμθοιενή ιεθέηδ ηςκ J.K. Kim, I.H. Kim [36] ρήκα 3.24: Ηηακυηδηα ακάηηδζδξ ηδξ ζηδ οδνμθμαζηυηδηαξ ηςκ πμθοιενχκ ημ ζπήια 3.24 ιεηνήεδηακ μζ βςκίεξ επαθήξ (α) αφλμοζα ηαζ (α) θείκμοζα πνμηεζιέκμο κα πνμζδζμνζζηεί δ ζηακυηδηα ακάηηδζδξ ηδξ οδνμθμαζηυηδηαξ ιεηά απυ ηδκ εηδήθςζδ εηηεκχζεςκ corona ζηα ελεηαγυιεκα δείβιαηα πμθοιενχκ [36] πλζήθεο ξύπαλζεο Ζ ζδζυηδηα ηδξ οδνμθμαζηυηδηαξ ηαζ δ ζηακυηδηα ακάηηδζήξ ηδξ ζε ζοκεήηεξ νφπακζδξ απμδείπεδηε υηζ μθείθεηαζ ζε ιζα δζαδζηαζία πνμζνυθδζδξ είηε θοζζηήξ είηε πδιζηήξ ηςκ αθοζίδςκ παιδθμφ ιμνζαημφ αάνμοξ απυ ημ ζηνχια νφπακζδξ [37]. 71

82 Γεκζηά δ παιδθή επζθάκεζα ηςκ δίζηςκ ζοζζςνεφεζ πενζζζυηενδ νφπακζδ απ υηζ δ επάκς επζθάκεζα ημοξ ιε απμηέθεζια αοηέξ μζ πενζμπέξ κα ειθακίγμοκ ιυκζιδ απχθεζα ηδξ οδνμθμαζηυηδηαξ ημοξ ηαζ βεκζηά πενζμνζζιέκδ οδνμθμαζηυηδηα. Όιςξ εα πνέπεζ κα ζδιεζςεεί υηζ δ απχθεζα ηδξ οδμθμαζηυηδηαξ εκημπίγεηαζ ζηζξ πενζμπέξ εκίζποζδξ ημο δθεηηνζημφ πεδίμο [37]. ρήκα 3.25: Σοπζηή ηαηακμιή οδνμθμαζηυηδηαξ εκυξ ζοκεεηζημφ ιμκςηήνα ζε θεζημονβία Μεηαθνξά ηεο πδξόθνβεο ζπκπεξηθνξάο ημκ ηφνζμ υβημ ημο ζζθζημκμφπμο ηαμοηζμφη, εκοπάνπμοκ ιζηνέξ πμζυηδηεξ απυ ηζξ ορδθά εοηίκδηεξ αθοζίδεξ παιδθμφ ιμνζαημφ αάνμοξ. Με θαζιαημζημπζηή ακάθοζδ FTIR ηαοημπμζήεδηε ιία μιυθμβδ έκςζδ πμθοδζιεεοθμ-ζζθμλακίμο (PDMS) ζφιθςκα ιε ημ ζπήια 3.26, πμο απμηεθεί ηαζ ηδκ έκςζδ παιδθμφ ιμνζαημφ αάνμοξ [37]. Οζ οδνυθζθμζ νοπακηέξ πμο επζηάεμκηαζ ζηδκ επζθάκεζα ημο ζζθζημκμφπμο ηαμοηζμφη ααειζαίςξ απμηημφκ οδνυθμαεξ ζδζυηδηεξ ιε ιζα δζαδζηαζία πμο απμηαθείηαζ ιεηαθμνά ηδξ οδνμθμαζηυηδηαξ. Με θαζιαημζημπζηή ακάθοζδ ηςκ νοπακηχκ ηαοημπμζήεδηακ ίπκδ νζγχκ ιεεοθίμο. Καζ πάθζ ιε ηδ αμήεεζα ηδξ θαζιαημζημπζηήξ ακάθοζδξ δζαπζζηχκεηαζ υηζ ημ θάζια ηςκ οδνυθμαςκ νοπακηχκ πμθφ θίβμ δζαθένεζ απυ ημ θάζια ηςκ εκχζεςκ παιδθμφ ιμνζαημφ αάνμοξ υπςξ θαίκεηαζ ζημ ζπήια

83 ρήκα 3.26: Φάζια εηποθίζιαημξ ηαμθίκδξ ηαζ ζζθζημκμφπμο ηαμοηζμφη Δάκ απμιαηνοκεμφκ μζ εκχζεζξ παιδθμφ ιμνζαημφ αάνμοξ απυ ημ ζζθζημκμφπμ ηαμοηζμφη, π.π. ιε εηπφθζζδ ιε ελάκζμ, δ ζδζυηδηα ηδξ ιεηαθμνάξ ηδξ οδνμθμαζηυηδηαξ ιεζχκεηαζ παναηηδνζζηζηά. Παναηδνήεδηε ηαπφηενδ ιεηαθμνά ηδξ οδνμθμαζηυηδηαξ ζημ άθαξ πονζηζημφ αθεφνμο (kieselghr) απ υηζ ζημ άθαξ απυ ηαμθίκδ (kieselguhr>tonoko>>kaolin). Σα μλείδζα ιεηάθθςκ, υπςξ ηαζ ημ ηζζιέκημ ιπμνμφκ κα απμηηήζμοκ οδνμθμαζηυηδηα ελαζηίαξ αοηήξ ηδξ ζδζυηδηαξ ηδξ ιεηαθμνάξ. Μυκμ ηα ακυνβακα άθαηα δεκ δφκακηαζ κα απμηηήζμοκ οδνμθμαζηυηδηα υζμ ηαζ εάκ παναιείκμοκ ζε επζθάκεζα απυ ζζθζημκμφπμ πμθοιενέξ. Ζ ιεηαηνμπή ηςκ νοπακηχκ απυ οδνυθζθα ζε οδνυθμαα βίκεηαζ ηονίςξ ιέζς ηδξ δζαδζηαζίαξ ηδξ πνμζνυθδζδξ ηςκ εκχζεςκ παιδθμφ ιμνζαημφ αάνμοξ ζημοξ νοπακηέξ. ηδκ επζθάκεζα ηδξ ηαμθίκδξ εκοπάνπμοκ ιεβάθεξ πμζυηδηεξ οδνυθζθςκ μιάδςκ υπςξ ΟΖ-, Si-O, Al-OH ηαζ άθθεξ εθεφεενεξ νίγεξ ηαζ βζ αοηυ δ ζδζυηδηα ηδξ ιεηαθμνάξ ηδξ οδνμθμαζηυηδηαξ βίκεηαζ ανβά. Σα δε ακυνβακα άθαηα πμο έπμοκ ζζπονή ζοββέκεζα ιε ημ κενυ απμηνέπμοκ μπμζαδήπμηε πζεακυηδηα πνμζνυθδζδξ ηςκ εκχζεςκ παιδθμφ ιμνζαημφ αάνμοξ. Πνμθακχξ δ δοκαηυηδηα κα ιεηαθένεηαζ δ οδνμθμαζηυηδηα ζημοξ νοπακηέξ έπεζ άιεζδ ζπέζδ ιε ηδ πδιζηή ζοββέκεζα ηςκ νοπακηχκ ιε ημ κενυ. ηδ θοζζηή ή πδιζηή πνμζνυθδζδ ηςκ αθοζίδςκ παιδθμφ ιμνζαημφ αάνμοξ απυ ημ ζηνχια νφπακζδξ απμδυεδηε δ δοκαηυηδηα ηςκ πμθοιενχκ κα ιεηαθένμοκ ηδκ οδνυθμαδ ζοιπενζθμνά ημοξ ζημοξ νοπακηέξ [37]. 73

84 3.3 Γήξαλζε ζπλζεηηθώλ κνλσηήξσλ Ζ βήνακζδ εκυξ ιμκςηήνα είκαζ ημ απμηέθεζια πμο ημο πνμηαθείηαζ ζημ πχνμ δναζηδνζυηδηαξ ημο ιεηά απυ ζοβηεηνζιέκδ πνμκζηή πενίμδμ. Ζ ελςηενζηή απμζάενςζδ είκαζ έκα θοζζηυ θαζκυιεκμ ημ μπμίμ πνμηαθεί βήνακζδ ζε υθα ηα οθζηά ςξ έκα ααειυ. Οζ πζμ ζδιακηζηέξ ζδζυηδηεξ ηςκ πμθοιενχκ μθείθμκηαζ ζηα ιεβάθα ιμνζαηά ημοξ αάνδ. Ζ ακεεηηζηυηδηα ημοξ μθείθεηαζ ζημ ιπθέλζιμ ηςκ πμθοιενχκ αθοζίδςκ. Ζ οπμαάειζζδ ηςκ πμθοιενχκ βίκεηαζ ακδζοπδηζηή ιε ημ ζπάζζιμ ιαηνμιμνίςκ πνμηαθχκηαξ ιείςζδ ημο ιμνζαημφ αάνμοξ. Αοηυ ημ ζπάζζιμ ιπμνεί κα πνμηθδεεί απυ πμθθμφξ πενζααθθμκημθμβζημφξ πανάβμκηεξ πμο δζαηοπχκμκηαζ παναηάης [40] : Βζμθμβζηή οπμαάειζζδ Υδιζηέξ νοπακηζηέξ μοζίεξ - Γζμλείδζμ εεζσημφ άθαημξ,μλοβυκμ,υγμκ,νο 2 Πενζααθθμκημθμβζηέξ ηαηαπμκήζεζξ-εέζηδ, θχξ, οβναζία, άκειμξ, ζηυκδ, ανμπή, αηηζκμαμθία UV μθεζθυιεκμ ζημ θαζκυιεκμ corona Βηνινγηθή ππνβάζκηζε Οζ πμθοιενήξ ιμκςηήνεξ είκαζ θηζαβιέκμζ απυ μνβακζηά οθζηά ηαζ υθα ηα μνβακζηά οθζηά θίβμ ή πμθφ έπμοκ ηδκ ζδζυηδηα κα εκζζπφμοκ ηδκ ακάπηολδ αζμθμβζηχκ ιζηνμμνβακζζιχκ πάκς ημοξ. Οζ ιζηνμμνβακζζιμί απμζημφκ ζηδκ επζθάκεζα ημο ιμκςηήνα ιε ηδ ιμνθή αζμθίθι. Οζ απαζηήζεζξ βζα ημ ζπδιαηζζιυ αζμθίθι ζηδκ επζθάκεζα ημο ιμκςηήνα είκαζ ιάθθμκ απθέξ, ιυκμ κενυ, ενεπηζηά ζοζηαηζηά ηαζ ιζηνμμνβακζζιμί ανηεί κα οπάνπμοκ. Οζ ιζηνμμνβακζζιμί είκαζ πάκηα πανυκηεξ ζηδκ φπαζενμ ηαζ ηα ενεπηζηά ζοζηαηζηά ιπμνμφκ κα πνμέθεμοκ απυ ημ οθζηυ αοηυ ηαεεαοηυ ή απυ ημκ πενίβονμ ημο. Ζ πνμζηυθθδζδ ζηδκ επζθάκεζα είκαζ ημζκή ζηναηδβζηή ηςκ ιζηνμμνβακζζιχκ βζα επζαίςζδ ζε πενζαάθθμκ ιε παιδθή εενιζδζηή πανμπή ηαζ ηα αζμθίθι ιπμνμφκ έηζζ κα απακηδεμφκ ζε ιεβάθμ θάζια πενζααθθμκημθμβζηχκ ζοκεδηχκ. Αοηυ είκαζ ζφιθςκμ ηαζ ιε ακαθμνέξ πμο έπμοκ βίκεζ πάκς ζηδκ αζμθμβζηή ακάπηολδ ζε οπαίενζμοξ ιμκςηήνεξ, πμο θακενχκμοκ υηζ, ιζηνμαζμθμβζηέξ απμζηίεξ ηυζμ ζημοξ ηεναιζημφξ υζμ ηαζ ζημοξ ζοκεεηζημφξ ιμκςηήνεξ θαιαάκμοκ πχνα ζε υθα ηα ιένδ ημο ηυζιμο. Σα αζμθμβζηά ζημζπεία πμο ιπμνμφζακ κα ακαπηοπεμφκ ζηδκ επζθάκεζα εκυξ ιμκςηήνα δεκ ήηακ πθήνςξ βκςζηά ιέπνζ πμο πνυζθαηεξ ένεοκεξ έπμοκ πνμζδζμνίζεζ ημοξ πζμ εονέςξ ακαπηοβιέκμοξ ιζηνμμνβακζζιμφξ μζ μπμίμζ είκαζ ηα θφηζα, μζ ιφηδηεξ ηαζ μζ θεζπήκεξ. Αοηά πενζβνάθμκηαζ ζοκηυιςξ παναηάης [40]. 74

85 Φύθηα Σα θφηζα είκαζ έκα απθυ θοηυ, πμο πανάβεζ ηδκ ηνμθή ημο ιέζς ηδξ θςημζφκεεζδξ ηαζ πςνίγεηαζ ζε 6 ηαηδβμνίεξ ιπθέ-πνάζζκμ (ηοακυθοηα),πνάζζκμ(πθςνυθοηα),ηζηνζκμπνάζζκα(λακευθοηα),ηαθέ(θαευθοηα),ηυηηζκα( νμδυθοηα) ηαζ ηα δζάημια(ααηζθανζυθοηα). Σα θφηζα οπάνπμοκ ζπεδυκ πακημφ, αηυιδ ηαζ ζε ανηηζηά ηθίιαηα. Δλαπθχκμκηαζ ιέζς ημο κενμφ,ημο αένα ηαζ ιε ηζξ ιεηαηζκήζεζξ ηςκ γχςκ ηαζ πμθθαπθαζζάγμκηαζ ηάης απυ μνζζιέκεξ ηθζιαημθμβζηέξ ζοκεήηεξ, π.π. εοκμσηή εενιμηναζία, οβναζία ηαζ δθζαηή αηηζκμαμθία [40]. Μύθεηεο Οζ ιφηδηεξ είκαζ εοηανζςηζημί μνβακζζιμί, υπςξ ηα θοηά ηαζ ηα γχα. Ζ δμιή ημοξ πανυθα αοηά είκαζ ιάθθμκ δζαθμνεηζηή, αθμφ απμηεθμφκηαζ απυ ιαηνζά, κδιαηςεζδή. Οζ ιφηδηεξ δεκ ιπμνμφκ κα πανάβμοκ ηδκ ηνμθή ημοξ ιέζς ηδξ θςημζφκεεζδξ. Ακη αοημφ απμννμθμφκ ενεπηζηά ζοζηαηζηά απυ ημ βφνς πενζαάθθμκ. Υνδζζιμπμζμφκ έκγοια βζα κα ζπάζμοκ ημ οπυζηνςια ηαζ κα απμννμθήζμοκ ηα ενεπηζηά ζοζηαηζηά πμο πενζέπμκηαζ ιέζα εηεί. Ζ δζαδζηαζία θαιαάκεζ πχνα ιέζς ηδξ ελάπθςζδξ ηςκ οθχκ (hyphae) ζε ιζα ιεβάθδ επζθάκεζα πάκς ηαζ ιέζα ζημ οθζηυ ημο οπμζηνχιαημξ. Αθμφ θμζπυκ μζ ιφηδηεξ ηαηακαθχκμοκ οθζηυ απυ ημ βφνς πενζαάθθμκ ημοξ, πζζηεφεηαζ ηαζ παναηδνείηαζ υηζ ζε θεζημονβία μζ ζοκεεηζημί ιμκςηήνεξ ηονίςξ δέπμκηαζ επίεεζδ απυ ιφηδηεξ. Ζ ηαεζένςζδ ζπεδζαζηζηχκ ηεζη πμο ιπμνμφκ κα αλζμθμβήζμοκ ηδκ ακηίζηαζδ δζαθυνςκ οθζηχκ ζε ζοβηεηνζιέκεξ ηαθθζένβεζεξ ιοηήηςκ είκαζ ιζα θφζδ ζε αοηυ ημ πνυαθδια [40]. Λεηρήλεο Οζ θεζπήκεξ ιπμνμφκ κα ακαπηοπεμφκ ζπεδυκ ζε ηάεε επζθάκεζα,δ μπμία δέπεηαζ επανηέξ δθζαηυ θςξ. Δίκαζ ζοκδοαζιυξ ιοηήηςκ ηαζ θοηζχκ πμο γμοκ ζηεκά ιαγί. Οζ πενζζζυηενεξ θεζπήκεξ απμηεθμφκηαζ απυ κδιάηζα ιοηήηςκ ηαζ ηφηηανα θοηζχκ ακάιεζα ζε αοηέξ ηζξ ίκεξ. Οζ ιφηδηεξ ηαζ ηα θφηζα πμο απμηεθμφκ ηζξ θεζπήκεξ ιπμνεί κα επζαζχζμοκ ηαζ ιυκα ημοξ, αθθά πμθθέξ θεζπήκεξ απμηεθμφκηαζ απυ ιφηδηεξ πμο είκαζ ελανηδιέκμζ απυ ηα θφηζα ζοκεηαίνμοξ ημοξ ηαζ δεκ ιπμνμφκ κα επζαζχζμοκ πςνίξ αοηά, π.π. ζε ανάπζα ηαζ δέκηνα. Βαζζηά ηα ηφηηανα ηςκ θοηζχκ πανέπμοκ ηζξ απαζημφιεκεξ ενεπηζηέξ μοζίεξ ιέζς ηδξ θςημζφκεεζδξ,αθθά αηυιδ ηαζ ηυηε μζ ιφηδηεξ ιπμνεί κα πνδζζιμπμζήζμοκ ιεηαθθζηά ζημζπεία απυ ηδκ επζθάκεζα. Οζ πενζζζυηενεξ θεζπήκεξ ιπμνμφκ κα ακαπηοπεμφκ ζε εφηναηεξ ή ανηηζηέξ ημπμεεζίεξ, αθθά ιενζηέξ ιπμνμφκ αηυιδ κα ακαπηοπεμφκ ηαζ ηνμπζηέξ ηαζ ενδιζηέξ. Έκαξ θυβμξ βζα ηδκ πανμοζία ημοξ ζε αηναία ηθίιαηα είκαζ πζεακυκ υηζ μζ θεζπήκεξ λδναίκμκηαζ ηεθείςξ υηακ δεκ οπάνπεζ οβναζία, π.π. πάκμοκ υθα ηα οβνά ημοξ ηαζ ζηαιαηάκε ηδκ ακάπηολδ ημοξ. Αθθά υηακ δ οβναζία είκαζ ηαζ πάθζ δζαεέζζιδ, απμννμθμφκ κενυ ηαζ ζοκεπίγμοκ ηδκ ακάπηολδ ημοξ. Απυ ηδ ζηζβιή πμο μζ θεζπήκεξ ακαπανάβμκηαζ ιέζς ηδξ δζαζπμνάξ ηςκ ηοηηάνςκ ηςκ θοηζχκ ηα μπμία είκαζ ηοθζβιέκα ιε κδιάηζα ιοηήηςκ, δ ελάπθςζδ ημοξ έπεζ ανβυ νοειυ [40]. 75

86 Ζ ακάπηολδ ιζηνμμνβακζζιχκ ζηδκ επζθάκεζα ζοκεεηζηχκ ιμκςηήνςκ πανμοζζάγεζ ζδζαίηενμ εκδζαθένμκ. Ζ αζμθμβζηή οπμαάειζζδ ηςκ πμθοιενχκ επζθακεζχκ είκαζ ιζα εκδμβεκήξ δζαδζηαζία, πμο εθέβπεηαζ απυ ηζξ ημπζηέξ ζοκεήηεξ ηδξ επζθάκεζαξ. Σα αζμθίθι, υπςξ πανμοζζάζηδηακ κςνίηενα, είκαζ άηνςξ εκοδαηςιέκα απμηεθμφιεκα 80-95% απυ κενυ. Σα αζμθίθι πνμζθένμοκ ανηεηά πθεμκεηηήιαηα ζηδκ ακάπηολδ ηςκ ιζηνμμνβακζζιχκ. ε αοηά πενζθαιαάκμκηαζ μ ζπδιαηζζιυξ ιζαξ ζηαεενήξ ιζηνμημζκμπναλίαξ, μπμφ πενζθαιαάκεζ ακηαθθαβή βεκζημφ οθζημφ, ζοζζχνεοζδ ενεπηζηχκ μοζζχκ, πνμζηαζία απυ ημλζηέξ μοζίεξ ηαζ πνμζηαζία απυ αθοδάηςζδ [40] Δπηπηώζεηο πνπ πξνθαινύληαη από ηελ βηνινγηθή ππνβάζκηζε Τπάνπμοκ ανηεημί δζαθμνεηζημί ηνυπμζ ιε ημοξ μπμίμοξ μζ ιζηνμμνβακζζιμί ιπμνμφκ κα επδνεάζμοκ ηδ δμιή ηαζ ηδ θεζημονβία ηςκ ζοκεεηζηχκ πμθοιενχκ πμο ηαθφπημοκ ημοξ πμθοιενήξ ιμκςηήνεξ. Οζ πέκηε ηφνζεξ επζδνάζεζξ είκαζ: Μυθοκζδ (fouling) Τπμαάειζζδ ηςκ ζημζπείςκ δζήεδζδξ Γζάανςζδ Δκοδάηςζδ Απμπνςιαηζζιυξ Μυθοκζδ (fouling) είκαζ ιζα ακεπζεφιδηδ επζηάεζζδ ηαζ ακάπηολδ ιζηνμμνβακζζιχκ ζηδκ επζθάκεζα. Ζ επζθάκεζα δεκ πνέπεζ κα εκζζπφεζ ηδκ ακάπηολδ ηςκ ιζηνμμνβακζζιχκ ή κα επδνεάγεηαζ απυ αοημφξ, αθθά ηα αζμθίθι ιπμνεί κα επειααίκμοκ ζηδ θεζημονβία ηαζ ζηζξ ζδζυηδηεξ ημο οθζημφ, υπςξ ζοβηαθφπημκηαξ ηδκ οδνμθμαζηυηδηα ή αολάκμκηαξ ηδκ αβςβζιυηδηα ηδξ επζθάκεζαξ. Τπμαάειζζδ ηςκ ζημζπείςκ δζήεδζδξ. Πνυζεεηα, πθδνςηέξ ηαζ αδνακή οθζηά πμο δζδεμφκηαζ απυ ημ πμθοιενέξ πζεακχξ κα απμηεθμφκ πδβή ηνμθήξ βζα ημοξ ιζηνμμνβακζζιμφξ ζηα αζμθίθι. Ζ ηαηακάθςζδ ζηδκ επζθάκεζα μδδβεί ζε ηθζιαηςηή νμή ζοβηέκηνςζδξ απυ ημ εζςηενζηυ ημο ιμκςηήνα ζηδκ επζθάκεζα, μδδβχκηαξ ζε οπμαάειζζδ ημο οπμζηνχιαημξ. Γζα πανάδεζβια, δ ηαηακάθςζδ πθαζηζημπμζδηχκ μδδβεί ζε ιδπακζηή οπμαάειζζδ ημο οπυθμζπμο πμθοιενμφξ δζα ιέζμο ηδξ αφλδζδξ ηδξ πίηνακζδξ ηαζ ηδξ απχθεζαξ ηδξ ιδπακζηήξ ζηαεενυηδηαξ. Γζάανςζδ είκαζ ιζα δζαδζηαζία πμο επδνεάγεηαζ ζδιακηζηά απυ ηζξ ημπζηέξ ζοκεήηεξ ζηδκ επζθάκεζα ημο ιμκςηήνα. Σα αζμθίθι ακεαάγμοκ ηδκ ηζιή ημο ph ηςκ ζοζηαηζηχκ, ηδκ ζηακυηδηα μλεζδμακαβςβήξ, ηδ ζοβηέκηνςζδ αθάηςκ ηαζ μλοβυκμο ηαζ υθεξ αοηέξ ηζξ παναιέηνμοξ πμο είκαζ ζπεηζημί ιε ηδκ δζάανςζδ ζηδκ επζθάκεζα. Ζ οπμαάειζζδ ζοκεπάβεηαζ ακηζδνάζεζξ πμο λεηζκμφκ απυ ηζξ εθεφεενεξ νίγεξ ηαζ ηα επζπθέμκ ηοηηανζηά έκγοια, πμο πανάβμκηαζ απυ ημκ ιεηααμθζζιυ ηςκ ιοηήηςκ. Αοηή δ ζηακυηδηα ηςκ ιοηήηςκ κα εηηνίκμοκ έκακ ανζειυ επζπθέμκ ηοηηανζηχκ εκγφιςκ, υπςξ επίζδξ ηαζ δ ζηακυηδηά ημοξ κα απμζημφκ εφημθα ζηζξ επζθάκεζεξ, ζοκεζζθένμοκ ζε ιία 76

87 ναβδαία οπμαάειζζδ ηςκ οθζηχκ. Αοημί μζ θυβμζ ηάκμοκ ημοξ ιφηδηεξ εζδζηά ζπεηζημφξ ιε ηα ηεζη αίμ-ακημπήξ. Δκοδάηςζδ. Δίκαζ δ δζείζδοζδ ημο κενμφ ζε ηάπμζμ οθζηυ. Δλαζηίαξ ημο βεβμκυημξ υηζ ηα αζμθίθι απμηεθμφκηαζ ηονίςξ απυ κενυ, ζοιπενζθένμκηαζ ζακ δθεηηνμθφηεξ αολάκμκηαξ ηδκ αβςβζιυηδηα ηςκ επζθακεζχκ. Ζ ακάπηολδ ηςκ ιοηήηςκ ηαζ ηδξ ιμφπθαξ ζε δθεηηνζηά ηοηθχιαηα ηαζ ζε οπμθμβζζηέξ ιπμνεί κα πνμηαθέζεζ αναποηοηθχιαηα ηαζ ιεηαβεκέζηενα απμηοπία ημο δθεηηνμκζημφ ελμπθζζιμφ. Καηά πανυιμζμ ηνυπμ δ αβςβζιυηδηα ηςκ πμθοιενχκ οθζηχκ αολάκεηαζ ιε ηδκ δζείζδοζδ φδαημξ. Αοηυ μδδβεί ζε ορδθά νεφιαηα δζαννμήξ ηα μπμία ιε ηδ ζεζνά ημοξ ιεζχκμοκ ηδκ ιδπακζηή ζηαεενυηδηα. Απμπνςιαηζζιυξ. Σα αζμθίθι πενζέπμοκ ιζηνμμνβακζζιμφξ πμο πανάβμοκ πνςζηζηέξ μοζίεξ πνμηαθχκηαξ ζμαανυ απμπνςιαηζζιυ. Μενζηέξ πνςζηζηέξ μοζίεξ, εζδζηά αοηέξ πμο πανάβμκηαζ απυ ζοβηεηνζιέκα είδδ ιοηήηςκ, είκαζ βκςζηέξ βζα ηδκ εφημθδ εηηυκςζή ημοξ ζε θζπυθζθα πμθοιενή, υπςξ ημ PVC. Αοηυξ μ απμπνςιαηζζιυξ δεκ απμιαηνφκεηαζ ιε ημκ ηαεανζζιυ. Δπζπθέμκ, ιενζηά ιζηνμαζαηά πνμσυκηα οπμαάειζζδξ δδιζμονβμφκ ανηεηά πνμαθήιαηα ελαζηίαξ ηδξ μζιήξ ημοξ [40] Πξνζηαζία από κηθξνβηνινγηθή επίζεζε Γζα κα πνμζηαηέρμοιε έκα πμθοιενέξ οθζηυ απυ ιζηνμαζμθμβζηή επίεεζδ, ιπμνμφιε κα πάνμοιε δζάθμνα ιέηνα. Απυ ηδ ζηζβιή πμο μζ ιζηνμμνβακζζιμί δεκ ιπμνμφκ κα αθμιμζχζμοκ ηα ακυνβακα ιένδ ημο ιμκςηήνα, δ ακάπηολή ημοξ ιπμνεί κα πενζμνζζηεί ςξ έκα ααειυ θηζάπκμκηαξ ιμκςηήνεξ ακαιζβκφμκηαξ ηυζμ μνβακζηά υζμ ηαζ ακυνβακα οθζηά. Γεκζηά, δ πνήζδ δζαθυνςκ εζδχκ πνμζεεηζηχκ ελανηάηαζ απυ ηδκ εθανιμβή ιαγί ιε ηδκ αεθηζζημπμίδζδ ηδξ ααζζηήξ θυνιμοθαξ ημο πμθοιενμφξ πμο εα ηάκεζ ημ οθζηυ πζμ ακεεηηζηυ ζηδκ αζμθμβζηή οπμαάειζζδ. Γζα πανάδεζβια, δ πνμζεήηδ θθμβμεπζαναδοκηζημφ zinchborhydrate ζε δζάθμνμοξ ζπδιαηζζιμφξ silicon-rubber έπεζ παναηδνδεεί υηζ ηαηαζηέθθεζ ηδκ ακάπηολδ ιοηήηςκ. Δπζπθέμκ αεθηζχζεζξ ιπμνμφκ κα βίκμοκ ιε ηδκ πνμζεήηδ ηςκ θεβυιεκςκ biocides, παναδείβιαημξ πάνδ εκενβά ζοζηαηζηά πμο ζημηχκμοκ ή ειπμδίγμοκ ηδκ ακαπαναβςβή ηςκ ιζηνμμνβακζζιχκ. Αοηή δ ιέεμδμξ έπεζ πνμηαεεί απυ ημκ Gubanski, βζα κα ειπμδίζεζ ηδκ ακάπηολδ θοηζχκ ζημοξ silicon-rubber ιμκςηήνεξ. Έκα ηαθυ biocide πνέπεζ κα έπεζ έκα εονφ θάζια, εφημθδ δζάποζδ ζηδκ επζθάκεζα πμο εέθμοιε κα πνμζηαηέρμοιε πςνίξ κα λεπθέκεηαζ, κα ιδκ επδνεάγεζ ηζξ ζδζυηδηεξ ημο οθζημφ ηαζ ηαοηυπνμκα κα είκαζ θζθζηυ ζημ πενζαάθθμκ. Ζ πνμζηαζία ημο ηεθζημφ πνμσυκημξ ιπμνεί κα επζηεοπεεί ιε ηδκ πενζμδζηή απμιάηνοκζδ μνβακζηχκ ιμθφκζεςκ (cleaning), έθεβπμ ηςκ πενζααθθμκημθμβζηχκ ζοκεδηχκ ηαζ ακ πνεζάγεηαζ ιε απμζηείνςζδ [40] Αλζεθηηθόηεηα ζηε δηάβξσζε. Θσξάθηζε έλαληη ηεο ξύπαλζεο Μενζηά ζζθζημκμφπα πμθοιενή είκαζ πενζζζυηενα ακεεηηζηά απυ άθθα ηαηά ηδκ 77

88 έηεεζή ημοξ ζε ζοκεήηεξ δδιζμονβίαξ δθεηηνζημφ ηυλμο ζηδκ επζθάκεζα ημοξ ηαζ δ ακηίζημζπδ ακημπή ημο οθζημφ ελανηάηαζ ζδιακηζηά απυ ηα ζοζηαηζηά πμο ζοκεέημοκ ηζξ πθεονζηέξ μιάδεξ ηαζ ημοξ ζηαονμδεζιμφξ ημο πμθοιενμφξ. Π.π. ζηα πμθοδζιεεοθμ-ζζθμλάκζα υπμο ημ Si ζοκδέεηαζ ιε δφμ άημια άκεναηα ημοθάπζζημκ δδιζμονβμφκηαζ ζπδιαηζζιμί πμο εκζζπφμοκ ηδκ ακεεηηζηυηδηα ημο οθζημφ εκυζς ημπζηά ακαπηφζζμκηαζ ορδθέξ εενιμηναζίεξ (>1000 ). Έκα απυ ηα πνυζεεηα πμο εκζζπφμοκ ηδκ ακεεηηζηυηδηα ημο ζζθζημκμφπμο ηαμοηζμφη ηαηά ηδκ έηεεζή ημο ζε δθεηηνζηέξ εηηεκχζεζξ είκαζ μ ηνζοδνίηδξ Ανβζθίμο (Alumina Trihydrate ATH) πμο υιςξ πνέπεζ κα πνμζηεεεί ζε ηαηάθθδθδ ζοβηέκηνςζδ δζυηζ έπεζ παναηδνδεεί υηζ δ ιεβαθφηενδ ζοβηέκηνςζδ απυ ηδκ απαζημφιεκδ πνμηαθεί απχθεζα ηδξ δζδθεηηνζηήξ ακημπήξ, δ δε ιζηνυηενδ ζοβηέκηνςζή ημο δεκ πνμζδίδεζ ζημ οθζηυ ηδκ ακηίζημζπδ ακεεηηζηυηδηα ζηδ δζάανςζδ απυ δθεηηνμθοηζημφξ νοπακηέξ. ημ πενζαάθθμκ υπμο θεζημονβμφκ μζ ιμκςηήνεξ πενίμδμζ λδναζίαξ ή ιζηνήξ δζάνηεζαξ πενίμδμζ οβναζίαξ ή ανμπήξ δζαδέπμκηαζ παναηεηαιέκεξ πενζυδμοξ νφπακζδξ ηαζ λδναζίαξ. Δίκαζ επμιέκςξ απαναίηδημ κα ιεθεηάηαζ υπζ ιυκμκ δ ζδζυηδηα ηδξ οδνμθμαζηυηδηαξ ηςκ πμθοιενχκ οθζηχκ ηαζ δ δοκαηυηδηα ακάηηδζδξ ηδξ ιεηά απυ δζαζηήιαηα απχθεζαξ ηδξ αθθά ηαζ δ ακημπή ημοξ ζηδ δζάανςζδ. Έκα πμθοιενέξ οθζηυ ιε θηςπή ακεεηηζηυηδηα ζηδ δζάανςζδ εθυζμκ έπεζ οπμζηεί απχθεζα ηδξ οδνμθμαζηυηδηαξ ζε ζοκεήηεξ νφπακζδξ είκαζ δοκαηυ κα ηαηαζηναθεί μθμζπενχξ. Γφμ ιέεμδμζ, δ ASTM D2303 ηαζ δ IEC 587 (TERT) έπμοκ ακαπηοπεεί βζα ηδκ εηηίιδζδ ηςκ ζδζμηήηςκ ηδξ ακεεηηζηυηδηαξ ζηδ δζάανςζδ ηαζ ζηδ νφπακζδ [35]. Ζ δζάανςζδ πμο πνμηφπηεζ ζε οθζηυ απυ ζζθζημκμφπμ ηαμοηζμφη είκαζ απμηέθεζια θαζκμιέκςκ εενιζηήξ απμζημδυιδζδξ ζε ζοκεήηεξ π.π. δδιζμονβίαξ δθεηηνζημφ ηυλμο μπυηε ηαζ ακαπηφζζμκηαζ ορδθέξ εενιμηναζίεξ ή έηεεζδξ ζε ορδθήξ έκηαζδξ αηηζκμαμθία. Π.π. ηαηά ηδκ απμζημδυιδζδ ημο πμθοδζιεεοθμζζθμλακίμο (PDMS) βζα ηδκ μπμία απαζημφκηαζ εενιμηναζίεξ ιεβαθφηενεξ απυ 250, ειθακίγεηαζ δ ζίθζηα ζημ δζαανςιέκμ ιμκςηήνα ιε ηδ ιμνθή θεοηήξ ζηυκδξ [33]. Ζ πδιζηή πνμζαμθή πμο μδδβεί ζηδκ απμζημδυιδζδ ημο ζζθζημκμφπμο πμθοιενμφξ (PDMS) πενζθαιαάκεζ ηδκ οδνυθοζδ ηςκ δεζιχκ Si-O ζηζξ αθοζίδεξ ημο πμθοιενμφξ, ηδ δζάζπαζδ ηςκ ζηαονμδεζιχκ, ηδκ μλείδςζδ ηςκ πανάπθεονςκ οδνμβμκακεναηζηχκ μιάδςκ. Παν υθα αοηά δ βήνακζδ (πδιζηή αθθμίςζδ - δζάανςζδ) είκαζ απμηέθεζια ηυζμ ηδξ εενιμηναζίαξ υζμ ηαζ ηδξ πανμοζίαξ μλέςκ [33] Μεραληθέο ηδηόηεηεο Σμ ηεθζηυ πνμσυκ εα πνέπεζ κα δζαεέηεζ απμδεηηή δοζηαιρία ηαζ ακημπή ζηδ δζάηνδζδ. Σμ βεβμκυξ υηζ μζ ιδπακζηέξ ζδζυηδηεξ ηςκ πμθοιενχκ οθζηχκ παναιέκμοκ ζηαεενέξ ζ έκα εονφ θάζια εενιμηναζζχκ αηυιδ ηαζ ζηζξ ζοκεήηεξ θεζημονβίαξ απυ -55 έςξ 230 είκαζ ζδιακηζηυ ημοξ πθεμκέηηδια. Όιςξ επεζδή μζ 78

89 ζδζυηδηεξ ελανηχκηαζ απυ ηα πθδνςηζηά ηαζ εκζζποηζηά ιέζα πμο εα πνδζζιμπμζδεμφκ εα πνέπεζ ηα πμθοιενή οθζηά κα οπμαάθθμκηαζ βζα πανάδεζβια ζημκ έθεβπμ IEC 216 ηδξ εενιζηήξ ακημπήξ ημοξ [35]. 3.4 Υεκηθέο ξππαληηθέο νπζίεο Σμ δζμλείδζμ ημο εείμο ειπενζέπεηαζ ζοπκά ζημκ αένα πμο πνμένπεηαζ απυ αενζμφπα αζμιδπακζηά απυαθδηα. πδιαηίγεζ έηζζ έκα ζηνχια ιυθοκζδξ (πμο ηονίςξ πενζέπεζ εείμ) ζηδκ επζθάκεζα ημο ιμκςηήνα ηαζ ηεθζηά πνμηαθεί flashover. Μμθαηαφηα δ απυδμζδ ηςκ πμθοιενχκ ιμκςηήνςκ ζε ζπέζδ ιε ηδκ ιυθοκζδ είκαζ πμθφ ηαθφηενδ ζοβηνζηζηά ιε ημοξ ηεναιζημφξ. Σμ μλοβυκμ είκαζ επίζδξ ιζα πδβή οπμαάειζζδξ ημο ιμκςηζημφ οθζημφ επεζδή εκζζπφεζ ηδκ ακάπηολδ ιζηνμμνβακζζιχκ. Σέθμξ υγμκ ηαζ δζμλείδζμ ημο αγχημο πανάβμκηαζ απυ ημ θαζκυιεκμ corona ζε βναιιέξ ορδθήξ ηάζδξ. Σμ υγμκ είκαζ ηαηαζηνεπηζηυ βζα υθα ηα οθζηά ζοιπενζθαιαακμιέκςκ ηςκ ιμκςηήνςκ. Σμ δζμλείδζμ ημο αγχημο ακηζδνά ιε ημ κενυ ζηδκ επζθάκεζα ημο ιμκςηήνα ηαζ ζπδιαηίγεζ κζηνζηυ μλφ. Πνμθακχξ, ημ κζηνζηυ μλφ πνμηαθεί θζχζζιμ ζηδκ επζθάκεζα ημο ιμκςηήνα ηαζ ζηαδζαηά μδδβεί ζηδκ ακεπάνηεζα ημο ιμκςηήνα [40]. 3.5 Πεξηβαιινληηθέο θαηαπνλήζεηο Ζ γέζηδ, ημ θχξ ηαζ δ οβναζία πμο πανάβεζ ημ πενζαάθθμκ επζδνμφκ ζε έκακ εκ θεζημονβία ιμκςηήνα. Ζ γέζηδ ηαζ ημ θχξ πνμηαθμφκ ζηδκ επζθάκεζα ημο ιμκςηήνα ζπάζζιμ ηαζ δζάανςζδ. Δκ ηδ απμοζία θςηυξ ηα πενζζζυηενα πμθοιενή παναιέκμοκ ζηαεενά βζα ιεβάθδ δζάνηεζα ζε εενιμηναζίεξ πενζαάθθμκημξ. Ζ επίδναζδ ημο δθζαημφ θςηυξ έπεζ κα ηάκεζ ιε ηδκ επζηάποκζδ ημο νοειμφ μλείδςζδξ. Ζ μλείδςζδ πμο πνμηαθείηαζ απυ ημ δθζαηυ θχξ μδδβεί ζηδ δζάζπαζδ ηδξ αθοζίδαξ ηςκ οδνμθμαζηχκ ιεεοθμιάδςκ βεβμκυξ πμο ιε ηδ ζεζνά ημο μδδβεί ζηδκ παναβςβή αθδετδχκ, ηεημκχκ ηαζ θαζκμθχκ ζημ ηέθμξ ηςκ πμθοιενχκ αθοζίδςκ. Ζ δζάζπαζδ αοηή ιπμνεί ζοβηνζηζηά κα είκαζ ήπζα, επδνεάγμκηαξ ιυκμ πθεονζηέξ μιάδεξ, ή ιπμνεί κα είκαζ πζμ ζθμδνή, πνμηαθχκηαξ ιείςζδ ζημ ιέβεεμξ ηςκ ιαηνμιμνίςκ. Έπμκηαξ αοηυ ηαηά κμο, αηυιδ ηαζ ιζα δζάζπαζδ ηδξ αθοζίδαξ ακά ιυνζμ ζε έκα πμθοιενέξ ιε ιμνζαηυ αάνμξ , ηαηαζηνέθεζ ηδκ πνδζζιυηδηά ημο απυ ηεπκζηήξ άπμρδξ. Ζ οβναζία εζζένπεηαζ ζε αοηά ηα ζπαζίιαηα ηαζ ηεθζηά πνμηαθεί flashunder ζημ ιεηαθθζηυ ημιιάηζ ημο ιμκςηήνα [40] Αληνρή ζηηο θαηξηθέο ζπλζήθεο Παν υηζ βεκζηχξ μ δεζιυξ ιεηαλφ πονζηίμο ηαζ μλοβυκμο δεκ δζαζπάηαζ απυ ηδκ οπενζχδδ αηηζκμαμθία ηαζ επεζδή ημ πμθοιενέξ οθζηυ δεκ απμηεθείηαζ ιυκμκ απυ ημοξ παναπάκς δεζιμφξ, πνέπεζ κα πνμζηίεεκηαζ ζηα ηεθζηά πνμσυκηα μζ απμννμθδηέξ οπενζχδμοξ αηηζκμαμθίαξ πάκηα ζηζξ ηαηάθθδθεξ ζοβηεκηνχζεζξ. Οζ δφμ ιέεμδμζ είκαζ δ ASTM D2565 ηαζ δ ASTM G90. Ο ζπδιαηζζιυξ ημο ηεθζημφ πμθοιενμφξ πνμσυκημξ πμο επζθέβεηαζ κα παναζηεοαζηεί ελανηάηαζ ηαζ απυ ημ είδμξ ηδξ νφπακζδξ ζηδκ μπμία εα εηηεεεί (υλζκμ, ααζζηυ πενζαάθθμκ η.θ.π.) [ 35]. 79

90 3.6 Τπεξηώδεο αθηηλνβνιία Ζ οπενζχδδξ αηηζκμαμθία είκαζ έκαξ απυ ημοξ ααζζημφξ οπεφεοκμοξ πανάβμκηεξ οπμαάειζζδξ ηςκ πμθοιενχκ ιμκςηήνςκ. Ζ ηφνζεξ πδβέξ οπενζχδμοξ αηηζκμαμθίαξ είκαζ: μ ήθζμξ, ημ θαζκυιεκμ corona ηαζ δ δδιζμονβία δθεηηνζηχκ ηυλςκ ζηζξ λδνέξ γχκεξ ζηδκ επζθάκεζα ηςκ ιμκςηήνςκ. Ζ εκένβεζα ημο δθζαημφ θςηυξ δ μπμία είκαζ ηαηαζηνεπηζηή βζα ηα πμθοιενή ηοιαίκεηαζ ακάιεζα ζηα 320 ηαζ 270 nm. Αοηή δ ηαηαζηνεπηζηή εκένβεζα απμηεθεί θζβυηενμ απυ ημ 5% ηδξ ζοκμθζηήξ αηηζκμαμθίαξ πμο θηάκεζ ζηδκ επζθάκεζα ημο πθακήηδ. Ζ απμννυθδζδ αοηήξ ηδξ οπενζχδμοξ αηηζκμαμθίαξ έπεζ ςξ απμηέθεζια ζηδ ιδπακζηή ηαζ πδιζηή οπμαάειζζδ ηδξ δμιήξ ημο πμθοιενμφξ δ μπμία ιπμνεί κα επδνεάζεζ ηζξ δζδθεηηνζηέξ ηαεχξ ηαζ ηζξ ζδζυηδηεξ πμο έπμοκ κα ηάκμοκ ιε ηζξ ηαζνζηέξ ζοκεήηεξ, ημο πμθοιενμφξ. Ο νοειυξ ιε ημκ μπμίμ πνμηαθείηαζ δ οπμαάειζζδ ελανηάηαζ απυ ηδκ έκηαζδ ηαζ ημ ιήημξ ηφιαημξ ηδξ αηηζκμαμθίαξ. Αοημί μζ πανάβμκηεξ πμζηίθμοκ ακάθμβα ιε ηδκ επμπή, ημ ορυιεηνμ, ημ βεςβναθζηυ πθάημξ ηαζ ηδκ χνα ηδξ διέναξ. Οζ επζδνάζεζξ ζηδκ οπμαάειζζδ ημο οθζημφ αοηχκ ηςκ αηηζκμαμθζχκ επζηαπφκμκηαζ πενζζζυηενμ ακ οπάνπεζ οβναζία ζηδκ επζθάκεζα ηςκ πμθοιενχκ. Γζα ημκ θυβμ αοηυ, πνμηείκεηε ηα ιίβιαηα πμο πνμμνίγμκηαζ κα πνδζζιμπμζδεμφκ βζα ελςηενζηή πνήζδ, κα αλζμθμβμφκηαζ ιε αάζδ ηδκ ζοκδοαζιέκδ πανμοζία ηδξ οπενζχδμοξ αηηζκμαμθίαξ ηαζ ηδξ ορδθήξ οβναζίαξ. Ζ επίδναζδ ηδξ οπενζχδμοξ αηηζκμαμθίαξ ζε έκα πμθοιενέξ οθζηυ έπεζ ςξ απμηέθεζια: ηνδηζδζηή οθή ή ζπάζζιμ ζηδκ επζθάκεζα, απμπνςιαηζζιυ ηαζ απχθεζα ηδξ οδνμθμαζηυηδηαξ ηα μπμία εα ζογδηδεμφκ παναηάης [40]. 3.7 Δπίδξαζε θαηλνκέλνπ corona Οζ εηηεκχζεζξ corona δδιζμονβμφκηαζ ζηδκ επζθάκεζα ημο ιμκςηήνα υηακ δ έκηαζδ ημο δθεηηνζημφ πεδίμο λεπενκάεζ ηδκ δζδθεηηνζηή ακημπή ημο αένα, δ μπμία πνμηφπηεζ πενίπμο ζηα 15kV/cm. Οζ αηιμζθαζνζηέξ ζοκεήηεξ πμο επδνεάγμοκ ηδ δδιζμονβία ημο θαζκμιέκμο corona είκαζ δ οβναζία ηαζ δ ποηκυηδηα ημο αένα. Σμ βεςιεηνζηυ ζπήια ημο ιμκςηήνα παίγεζ επίζδξ νυθμ ζηδκ εηηίκδζδ ημο θαζκμιέκμο. Σμ θαζκυιεκμ corona πανάβεζ οπενζχδδ αηηζκμαμθία, πνμηαθεί αφλδζδ ηδξ εενιμηναζίαξ ηαζ δδιζμονβία αένζςκ οπμπνμσυκηςκ υπςξ υγμκ ηαζ NO 2. Οζ εηηεκχζεζξ corona οπμαάθθμοκ ημκ ιμκςηήνα ζε ανηεηέξ δθεηηνζηέξ εκηάζεζξ ηαζ πδιζηέξ δζαζπάζεζξ. Ζ ζοκεπυιεκδ οπμαάειζζδ ιπμνεί κα ηαηαζηήζεζ ημ πμθοιενέξ ηεθείςξ αηαηάθθδθμ. Έκαξ ιμκςηήναξ απυ πμθοιενέξ οθζηυ πνέπεζ κα έπεζ ηδ ζςζηή πδιεία βζα κα ακηέλεζ αοηή ηδ πδιζηή οπμαάειζζδ ηαηά ηδ δζάνηεζα πμο εα είκαζ ζε πνήζδ. Μζα άθθδ ακεπζεφιδηδ επίδναζδ ημο θαζκμιέκμο είκαζ δ παναβςβή εμνφαμο, TVI, RI, παναβςβή υγμκημξ ηαεχξ ηαζ απχθεζα εκένβεζαξ. Όηακ έπμοιε θαζκυιεκμ corona ζε οβνή επζθάκεζα, έπεζ ςξ απμηέθεζια ημ wetting corona activity. Ζ δναζηδνζυηδηα αοηή είκαζ ημ απμηέθεζια ηδξ φπανλδξ οβναζίαξ ζε 80

91 ηάπμζα ηιήιαηα ηδξ επζθάκεζαξ ημο ιμκςηήνα πνμηαθχκηαξ έηζζ ορδθά δθεηηνζηά πεδία. Σμ πυζμ έκημκμ εα είκαζ ημ θαζκυιεκμ ελανηάηαζ απυ ημκ ηφπμ ηαζ ηζξ δζαζηάζεζξ ηςκ οβνχκ πενζμπχκ ηαεχξ ηαζ απυ ηδκ έκηαζδ ζηδκ επζθάκεζα ηςκ δθεηηνζηχκ πεδίςκ. Οζ δζαζηάζεζξ ηςκ οβνχκ πενζμπχκ ελανηχκηαζ απυ ηα παναηηδνζζηζηά ηδξ επζθάκεζαξ ημο ιμκςηήνα (οδνμθμαζηυηδηα ή οδνμθζθία) ηαζ απυ ημκ ηφπμ ηδξ οβναζίαξ εάκ πνμένπεηαζ απυ ανμπή, μιίπθδ, ελίδνςια ή ηαηαπκζά. Οζ δζαζηάζεζξ ηςκ επζθακεζχκ ηςκ δθεηηνζηχκ πεδίςκ ελανηχκηαζ απυ ημ ιέβεεμξ ημο grading ring, ηδ εέζδ ημο, ηδ ζοκανιμθυβδζδ ζηα άηνα ημο, ηηθ. Σμ wetting corona activity ζοκήεςξ παναηδνείηαζ ζε βεζςιέκμοξ ηενιαηζημφξ ζηαειμφξ. Ζ παιδθή οδνμθμαζηυηδηα ηάκεζ αοηέξ ηζξ εηηεκχζεζξ πζμ πζεακέξ. Δηηυξ απυ ηα ακεπζεφιδηα απμηεθέζιαηα πμο ακαπηφπεδηακ κςνίηενα, ημ θαζκυιεκμ corona ιε ηδκ πανμοζία κενμφ πανάβεζ κζηνζηυ μλφ (NO 2 + H 2 O = HNO 3 ), ημ μπμίμ ιπμνεί κα πνμηαθέζεζ θεμνά ζηδκ επζθάκεζα ημο ιμκςηήνα. Ο άκειμξ, δ ζηυκδ, δ ανμπή ηαζ δ ηαείγδζδ αθάηςκ απμηεθμφκ πανάβμκηεξ πμο ιπμνμφκ κα αθθάλμοκ ηζξ θοζζηέξ ζδζυηδηεξ ημο ιμκςηζημφ οθζημφ, ζηθδνφκμκηαξ ημ ηαζ πνμηαθχκηαξ ημο ζπαζίιαηα, ηαεχξ ηαζ ηζξ πδιζηέξ ημο ζδζυηδηεξ ιε ηδκ απχθεζα ηςκ εοδζάθοηςκ ζοζηαηζηχκ ηαζ ιε ηζξ ακηζδνάζεζξ ηςκ αθάηςκ, ηςκ μλέςκ ηαζ άθθςκ νφπςκ πμο επζηάεμκηαζ ζηδκ επζθάκεζα ημο ιμκςηήνα. Οζ επζθάκεζεξ ηςκ ιμκςηήνςκ βίκμκηαζ οδνυθζθεξ ηαζ ημ κενυ δζεζζδφεζ ζηα ιμκςηζηά οθζηά πνμηαθχκηαξ έηζζ αζημπία οθζημφ. Όπςξ είκαζ ειθακέξ ηαζ ζημ π.3.27 ζπεδυκ υθμζ μζ πανάβμκηεξ έπμοκ ςξ απμηέθεζια ζηδκ ιείςζδ ηδξ δθεηηνζηήξ ακημπήξ. ρήκα 3.27 (Α) Παθζυ ζηοθ πμθοιενμφξ ιμκςηήνα. (Β) Μμκηένκμξ πμθοιενήξ ιμκςηήναξ [40] Οζ δθεηηνζηέξ, μζ θοζζηέξ ηαζ μζ πδιζηέξ ζδζυηδηεξ ηδξ επζθάκεζαξ εκυξ πμθοιενμφξ ιμκςηήνα είκαζ ζδιακηζηέξ βζα ηδκ αλζυπζζηδ απυδμζδ ημο ιμκςηήνα ηαηά ηδ δζάνηεζα ηδξ θεζημονβίαξ ημο. Έηζζ θμζπυκ είκαζ πμθφ ζδιακηζηυ κα ιπμνμφιε κα πνμαθέρμοιε ηζξ επζπηχζεζξ ηζξ βήνακζδξ ηςκ ιμκςηήνςκ [40]. 81

92 3.8 Πξόθιεζε δεκηώλ ζε κέξε ηνπ κνλσηήξα πνπ δελ έρνπλ ζρέζε κε ηελ γήξαλζε Οζ ζοκεεηζημί ιμκςηήνεξ ιπμνμφκ εφημθα κα πάεμοκ γδιζά απυ ηάπμζα άθθα ζημζπεία ηα μπμία δεκ θοζζηά ή πενζααθθμκηζηά ηαζ ανηεηέξ αζημπίεξ εκ θεζημονβία ζοκεεηζηχκ ιμκςηήνςκ έπμοκ απμδμεεί ζε αοηά. Οζ πζμ ζδιακηζηέξ αθάαεξ έπμοκ πνμηθδεεί απυ αηαηάθθδθμ πεζνζζιυ ηαηά ηδ δζάνηεζα ηδξ ιεηαθμνάξ ή ηδξ εβηαηάζηαζδξ. Γζα ηδκ ακηζιεηχπζζδ ηςκ πνμαθδιάηςκ πεζνζζιμφ, δ μιάδα ενβαζίαξ ημο Cigre εημίιαζε έκακ μδδβυ πεζνζζιχκ βζα ζοκεεηζημφξ ιμκςηήνεξ. Ο μδδβυξ πενζέπεζ ζοζηάζεζξ βζα ημκ πεζνζζιυ ηςκ ιμκςηήνςκ απυ ηδ ζηζβιή πμο εα θφβμοκ απυ ημκ ηαηαζηεοαζηή ιέπνζ κα εκενβμπμζδεμφκ. Έκα βεκζηυ ζδιείμ είκαζ υηζ πνέπεζ κα απμθεφβμκηαζ υθεξ μζ επαθέξ ιε ημθηενέξ άηνεξ. Δπζπθέμκ, δ ακφρςζδ, δ ιεηαθμνά ηαζ δ εβηαηάζηαζδ ζημ πεδίμ εεςνμφκηαζ ςξ μζ πζμ επζηίκδοκεξ εκένβεζεξ βζα ηδκ αηεναζυηδηα ημο ιμκςηήνα, ηάκμκηαξ έηζζ ηδκ εηπαίδεοζδ ημο πνμζςπζημφ επζαεαθδιέκδ ηαζ ζδιακηζηή. Κάπμζμ ζπάζζιμ ιένμοξ ημο ιμκςηήνα ιπμνεί βζα πανάδεζβια κα πνμηθδεεί, ελαζηίαξ ιεβάθμο αάνμοξ ζηα οπμζηδνίβιαηα ηαηά ηδκ εβηαηάζηαζδ. Αηυια πνεζάγεηαζ πνμζμπή ηαζ ηαηά ηδκ ζοκηήνδζδ ηςκ ιμκςηήνςκ [40]. 3.9 Ηιεθηξηθή ζπκπεξηθνξά θεξακηθώλ κνλσηήξσλ ζε πξαγκαηηθέο ζπλζήθεο ξύπαλζεο θαη πγξαζίαο Οζ C.S. Richards, C.L. Benner, K.L. Butler-Purry, B. Don Russell [39] ελέηαζακ ηδκ δθεηηνζηή ζοιπενζθμνά ηεναιζηχκ ιμκςηήνςκ οπυ πναβιαηζηέξ ζοκεήηεξ νφπακζδξ ηαζ οβναζίαξ. ρήκα 3.33: Πεζναιαηζηή δζάηαλδ 82

93 ρήκα 3.34: οιπενζθμνά ηςκ ηαεανχκ ηαζ ηςκ ιμθοζιέκςκ ιε νφπακζδ ηεναιζηχκ ιμκςηήνςκ (Clean Fog Test of the IEEE Standard Techniques for High Voltage Testing) ε παιδθά επίπεδα οβναζίαξ (π.π:,<50%) μζ ιμθοζιέκμζ ιε νφπακζδ ιμκςηήνεξ είκαζ ζηεβκμί, ιε απμηέθεζια κα ιδκ οπάνπεζ ανηεηή οβναζία κα εκςεεί ιε ημοξ νοπακηέξ χζηε κα ιεζςεεί ζηδ ζοκέπεζα δ επζθακεζαηή αβςβζιυηδηα ηαζ κα δδιζμονβδεεί νεφια δζαννμήξ ζηδκ επζθάκεζα ηςκ ιμκςηήνςκ. Έηζζ, μζ δζαθμνέξ δεκ είκαζ παναηδνήζζιεξ ιεηαλφ ηδξ δθεηηνζηήξ δναζηδνζυηδηαξ ηςκ ιμθοζιέκςκ ιε νφπακζδ ιμκςηήνςκ ηαζ ηςκ ηαεανχκ ιμκςηήνςκ πμο δζαννέμκηαζ απυ πςνδηζηυ νεφια. ε επίπεδα οβναζίαξ ορδθυηενα απυ 50%, παναηδνήεδηε αφλδζδ ημο rms νεφιαημξ ζημοξ ιμκςηήνεξ πμο είπακ επζαάνοκζδ νφπακζδξ ζε ακηίεεζδ ιε ημοξ ηαεανμφξ ιμκςηήνεξ ζημοξ μπμίμοξ δεκ παναηδνήεδηε ηαιία αθθαβή ζηδ ζοιπενζθμνά. Αοηή δ αφλδζδ ημο νεφιαημξ δζαννμήξ ιε ςιζηή ζοιπενζθμνά αθθά ηαζ ιε ζημζπεία ιεηαααηζηά δθεηηνζημφ ηυλμο απμδυεδηε ζηζξ ζηαβυκεξ ηδξ οβναζίαξ ηαζ ζηδκ πανμοζία ημο οβνμζημπζημφ NaCl ζηδκ επζθάκεζα ημο ιμκςηήνα ιεηά απυ ηδκ έηεεζδ ημο ζε αηηζκμαμθία ορδθήξ ζοπκυηδηαξ. Σέθμξ ημ rms νεφια δζαννμήξ αολήεδηε απυημια ηυζμ ζημοξ ιμθοζιέκμοξ υζμ ηαζ ζημοξ ηαεανμφξ ιμκςηήνεξ ηαηά ηδ δζάνηεζα ζζπονήξ ανμπυπηςζδξ [39] Απνηέιεζκα ηεο επίδξαζεο ησλ εθθελώζεσλ corona ζε κε θεξακηθνύο κνλσηήξεο από ζηιηθνλνύρν θανπηζνύθ ηαβυκεξ φδαημξ ζηδκ επζθάκεζα ημο πενζαθήιαημξ εκυξ ιδ ηεναιζημφ ιμκςηήνα ιπμνμφκ κα πανάβμοκ εηηεκχζεζξ corona υπςξ ακαθένεδηε ηαζ ζημ ηεθάθαζμ 2. Σμ ιέβεεμξ ηδξ επζθακεζαηήξ έκηαζδξ ημο δθεηηνζημφ πεδίμο πμο είκαζ απαναίηδημ πνμηεζιέκμο κα πνμηαθέζεζ ηδκ έκανλδ ηςκ εηηεκχζεςκ corona είκαζ ζοκάνηδζδ ηυζμ ημο ιεβέεμοξ ηδξ ζηαβυκαξ υζμ ηαζ ηδξ οδνμθμαζηυηδηαξ ηδξ επζθάκεζαξ. Οζ εηηεκχζεζξ corona απυ ζηαβυκεξ φδαημξ έπμοκ ζακ απμηέθεζια ηδκ πνμζςνζκή ιεηααμθή ηςκ οδνμθμαζηχκ ζδζμηήηςκ ημο οθζημφ απυ ζζθζημκμφπμ ηαμοηζμφη. Ζ απχθεζα ηδξ οδνμθμαζηυηδηαξ είκαζ ακάθμβδ ημο ιεβέεμοξ ημο 83

94 εθανιμγυιεκμο δθεηηνζημφ πεδίμο. ε πεζνάιαηα εθέβπμο ακημπήξ ζοκεεηζηχκ ιμκςηήνςκ εηηζιήεδηε υηζ ημ απμηέθεζια ηςκ εηηεκχζεςκ corona πνμηαθεί ιυκμ ηάπμζα εθάπζζηα ναβίζιαηα ζηδκ επζθάκεζα ημο ζζθζημκμφπμο ηαμοηζμφη ηαζ ίζςξ ηάπμζμκ απμπνςιαηζζιυ, αθθά δεκ ζοκεζζθένεζ ζπεδυκ ηαευθμο ζηδ δζάανςζή ημο [37]. Ζ ηζιή έκανλδξ ηαζ ημ ιέβεεμξ ηςκ εηηεκχζεςκ corona απυ ζηαβυκεξ φδαημξ είκαζ ζοκάνηδζδ ημο εθανιμγυιεκμο επζθακεζαημφ δθεηηνζημφ πεδίμο. Οζ A.J. Philips, D.J. Childs ηαζ H.M. Schneider ελεηάγμοκ ηδκ απχθεζα ηςκ οδνμθμαζηχκ ζδζμηήηςκ ηςκ οθζηχκ ελαζηίαξ ηδξ δναζηδνζυηδηαξ ηςκ εηηεκχζεςκ corona [33] ζε πέκηε δζαθμνεηζηά ηιήιαηα εκυξ ιμκςηήνα. Απμδείπεδηε υηζ ζηα παναπνμσυκηα ηδξ δναζηδνζυηδηαξ ηςκ εηηεκχζεςκ corona πενζθαιαάκεηαζ ημ κζηνζηυ μλφ ηαζ ημ υγμκ, πμο εκδεπμιέκςξ κα ζοιαάθθμοκ ζηδ πδιζηή πνμζαμθή ημο ζζθζημκμφπμο ηαμοηζμφη. Πζεακχξ ηα ζπδιαηζγυιεκα αοηά παναπνμσυκηα ηςκ εηηεκχζεςκ corona απυ ζηαβυκεξ φδαημξ είκαζ δ ηφνζα αζηία ηδξ απμζημδυιδζδξ ημο οθζημφ [33]. ρήκα 3.35: Θάθαιμξ ρεηαζιμφ ηαζ επίδναζδξ δθεηηνζημφ πεδίμο ζε πέκηε ηιήιαηα ιμκςηήνα Πίλαθαο 3.3: Σζιέξ rms δθεηηνζημφ πεδίμο ζηδ ιέζδ ημο πενζαθήιαημξ ιμκςηήνα βζα ηα πέκηε δείβιαηα πμο ελεηάζηδηακ. 84

95 ρήκα 3.36: Φςημβναθίεξ ζηαβυκςκ φδαημξ υβημο 10ιl βζα ηάεε έκα απυ ηα πέκηε δείβιαηα πνζκ ηαζ ιεηά απυ ηδκ έηεεζδ ημοξ ζημ ρεηαζιυ ηαζ ζημ δθεηηνζηυ πεδίμ. ημ ηιήια Δ ημο ιμκςηήνα πμο είπε ρεηαζηεί ιε κενυ ηαζ εηηεεεί ζε ιεβαθφηενδξ έκηαζδξ δθεηηνζηυ πεδίμ παναηδνμφιε ηδ ιεηααμθή ηδξ οδνμθμαζηυηδηαξ απυ ηδ ζδιακηζηή ιεηααμθή ηδξ βςκίαξ επαθήξ ηδξ ζηαβυκαξ πνζκ ηαζ ιεηά ημκ έθεβπμ [33]. Ζ έκανλδ ηςκ εηηεκχζεςκ corona ζηδκ πενίπηςζδ πμθθχκ ζηαβυκςκ φδαημξ θαίκεηαζ ζημ ζπήια ρήκα 3.37: Μμκηέθμ ιμκςηήνα πμο πνμζμιμζχεδηε βζα ημκ πνμζδζμνζζιυ ηςκ ηζιχκ έκανλδξ εηηεκχζεςκ corona ιε πενζζζυηενεξ απυ ιία ζηαβυκεξ φδαημξ ρήκα 3.38: Πμθθέξ ζηαβυκεξ φδαημξ ρήκα 3.39: Μζα ζηαβυκα φδαημξ 85

96 Οζ εηηεκχζεζξ corona ανπζηά παναηδνμφκηαζ ζημ ζδιείμ ζοιαμθήξ αένα, οβνμφ, ζηενεμφ. Όθεξ μζ ζηαβυκεξ φδαημξ είκαζ δζαηεηαβιέκεξ ζε ιία μνζγυκηζα βναιιή ηαηά ηδκ ηαηεφεοκζδ ημο δθεηηνζημφ πεδίμο ηαζ ζε ίζεξ απμζηάζεζξ. Όηακ μ ανζειυξ ηςκ ζηαβυκςκ φδαημξ είκαζ ιεβαθφηενμξ απυ 5-6, δ ηζιή έκανλδξ ημο θαζκμιέκμο corona ιεζχκεηαζ απυημια [37]. ηδκ πενίπηςζδ ιίαξ ζηαβυκαξ φδαημξ ιε δζαθμνεηζηυ υβημ (ζπήια 3.39), δ ηζιή έκανλδξ ημο θαζκμιέκμο corona ιεζχκεηαζ απυημια ιε ηδκ αφλδζδ ημο υβημο. Σμ δθεηηνζηυ πεδίμ εκζζπφεηαζ ζζπονχξ ζηδ εββφηενδ πενζμπή ηςκ ζηαβυκςκ φδαημξ. Ζ ιέβζζηδ ηζιή ειθακίγεηαζ ζημ ηνζπθυ ζδιείμ ζοιαμθήξ ιεηαλφ αένα, οβνμφ ηαζ ζηενεμφ ηαζ μ ζοκηεθεζηήξ εκίζποζδξ είκαζ πενίπμο 2,5~4 θμνέξ ιεβαθφηενμξ ηδξ ανπζηήξ ηζιήξ. Δάκ αολδεεί μ ανζειυξ ηςκ ζηαβυκςκ φδαημξ, ηυηε μ ζοκηεθεζηήξ εκίζποζδξ ημο δθεηηνζημφ πεδίμο είκαζ πενίπμο 4~8 θμνέξ ηδξ ανπζηήξ ηζιήξ [33] Τπνβάζκηζε ζπλζεηηθώλ κνλσηήξσλ ιόγσ θαηξηθώλ ζπλζεθώλ θαη ηξόπνη βειηίσζεο ηεο απόδνζεο θαη ηεο δηάξθεηαο δσήο Σα πμθοιενή οθζηά έπμοκ αζεεκέζηενμοξ δεζιμφξ απ' υηζ δ πμνζεθάκδ (μιμζμπμθζημί ζε ακηίεεζδ πνμξ ζμκηζημφξ), πμο ζδιαίκεζ υηζ ηαηά ηδ δζάνηεζα ηςκ πνυκςκ πμο είκαζ ζε πνήζδ ιπμνμφκ κα ιεηααθδεμφκ απυ ηζξ πμθθαπθέξ ηάζεζξ πμο αζημφκηαζ ηαηά ηδ πνήζδ ηαζ ηδ θεζημονβία [35]. Με ηδκ ηαηάθθδθδ επελενβαζία ηςκ οθζηχκ ηαζ ημο πνμμνζζιμφ ηςκ πνμσυκηςκ, ηα πμθοιενή ιμκςηζηά οθζηά πανμοζζάγμοκ ορδθή απυδμζδ ηαζ επζεοιδηή δζάνηεζα γςήξ [35]. Έκαξ ζοκδοαζιυξ αέθηζζηςκ ζοκεδηχκ ζπεδζαζιμφ ηαζ παναβςβήξ πνέπεζ κα οθμπμζδεεί πνμηεζιέκμο κα επζηεοπεεί δ επζεοιδηή απυδμζδ ηαζ δζάνηεζα γςήξ βζα ιεβάθμ εφνμξ ζοκεδηχκ θεζημονβίαξ. Αοηυ πνμτπμεέηεζ υηζ μ επζζηήιμκαξ ηςκ οθζηχκ εα ζπεδζάζεζ ημ πμθοιενέξ οθζηυ ιε ηα ηαηάθθδθα πνυζεεηα ζηζξ απαναίηδηεξ ζοβηεκηνχζεζξ πνδζζιμπμζχκηαξ ηζξ ηαηάθθδθεξ ιεευδμοξ ακάιζλδξ. Ο ζπεδζαζηήξ ημο πνμσυκημξ πνέπεζ κα θάαεζ οπυρδ ημο ηζξ ζδζυηδηεξ ημο ιέπνζ ηδκ εθανιμβή ημο. Πνέπεζ κα ζοκοπμθμβζζημφκ μζ ζοκεήηεξ παναβςβήξ χζηε κα ιδκ απμζοκηίεεηαζ ημ πνμσυκ ηαηά ηδκ παναβςβή ημο. Ζ απυδμζδ εκυξ πμθοιενμφξ ηαζ δ δζάνηεζα θεζημονβίαξ ημο απμηεθμφκ ηφνζμ ιέθδια ημο πνήζηδ. Ο ζπδιαηζζιυξ πμθοιενχκ οθζηχκ είκαζ έκαξ ζοκδοαζιυξ αέθηζζηςκ ζοκεδηχκ πμο υιςξ ιπμνμφκ κα επζηεοπεμφκ ιε εηηεκείξ πεζναιαηζζιμφξ ηαζ δμηζιέξ απυ έκακ ααεφ βκχζηδ ηδξ ηεπκμθμβίαξ ηςκ οθζηχκ. Ο ζπδιαηζζιυξ ημο πμθοιενμφξ οθζημφ ιπμνεί κα πμζηίθθεζ ιε έκα ααζζηυ πμθοιενέξ κα ζοκζζηά ημ 20%-80% ηαηά αάνμξ ημο οθζημφ. Πνυζεεηα πνδζζιμπμζμφκηαζ εηηεκχξ χζηε κα εκζζπφμκηαζ μζ ιδπακζηέξ ζδζυηδηεξ. 86

97 ηα ζοκήεδ πθδνςηζηά οθζηά πμο εκζζπφμοκ ηζξ ζδζυηδηεξ ηςκ πμθοιενχκ οθζηχκ πενζθαιαάκμκηαζ ακηζμλεζδςηζηά, πθαζηζημπμζδηέξ, πνςζηζηέξ μοζίεξ, άθθα ιέζα αμδεδηζηά, ηαηαθφηεξ, πανειπμδζζηέξ ακάθθελδξ, απμννμθδηέξ οπενζχδμοξ αηηζκμαμθίαξ, ακηζδζαανςηζηά ηαζ άθθα πμο ελανηχκηαζ ηάεε θμνά απυ ημκ εζδζηυ ζπεδζαζιυ. ε πμθθέξ ηςκ πενζπηχζεςκ είκαζ ηα πνυζεεηα ηαζ ηα πθδνςηζηά οθζηά πμο ηυζμ υθα ιαγί υζμ ηαζ ακελάνηδηα ημ ηαεέκα επδνεάγμοκ ηδκ μθζηή απυδμζδ ημο οθζημφ. Ζ δμιή ηςκ πμθοιενχκ οθζηχκ υπςξ μζ εφηαιπημζ δεζιμί, δ εοηζκδζία ηςκ ιαηνχκ αθοζίδςκ, πανέπμοκ πμθθά απυ ηα εββεκή πθεμκεηηήιαηα ηςκ πμθοιενχκ. Παν' υθ' αοηά, ηαεχξ υθα ηα πμθοιενή οθζηά είκαζ μνβακζηά, ζοκεπυιεκδ ηαηαπυκδζδ ηαηά ηδ πνήζδ ημοξ μδδβεί ζε απχθεζα ηςκ ζδζμηήηςκ επάκς ζηδκ επζθάκεζα ημο οθζημφ ηαζ ηςκ παναηηδνζζηζηχκ ηδξ ακηίζηαζδξ έκακηζ ζηδ νφπακζδ, εηηυξ εάκ εκζζπφμκηαζ ιε ηαηάθθδθα πνυζεεηα ηαζ ζπέδζμ ηαθφιιαημξ πμο πενζμνίγεζ ημ νεφια δζαννμήξ. Ζ ακαβκχνζζδ ηςκ παναπάκς ζε ζοκδοαζιυ ιε ηδκ απυηηδζδ ειπεζνίαξ ζηδκ επζζηήιδ ηςκ οθζηχκ μδδβεί ζημ ζπεδζαζιυ πνμσυκηςκ ιε απμδεδεζβιέκα ορδθά επίπεδα απυδμζδξ ζε πθδεχνα εθανιμβχκ. Καηαπμκήζεζξ θυβς ηδξ θεζημονβίαξ, υπςξ ημ θαζκυιεκμ corona, δ έηεεζδ ζε οπενζχδδ αηηζκμαμθία ή πδιζηή πνμζαμθή, πνμηαθμφκ πδιζηέξ ακηζδνάζεζξ ζηδκ επζθάκεζα ημο πμθοιενμφξ οθζημφ. Απμηέθεζια ηςκ παναπάκς είκαζ μ ζπδιαηζζιυξ οδνυθζθςκ μιάδςκ πμο επζηνέπμοκ ζηδκ επζθάκεζα κα οβνακεεί, ηαζ κα επζηνέρεζ ηδ νμή αολδιέκμο νεφιαημξ δζαννμήξ. Έκα οθζηυ πμο οθίζηαηαζ ιείςζδ ηδξ οδνμθμαζηυηδηαξ, δεκ ζδιαίκεζ υηζ πάκεζ ηαζ ηδκ ακημπή ημο έκακηζ ηδξ δζάανςζδξ ζε ζοκεήηεξ οβναζίαξ. Παν' υθ' αοηά δ δζαηήνδζδ ηδξ οδνμθμαζηυηδηαξ είκαζ ελαζνεηζηά επζεοιδηή. Δάκ δ οδνμθμαζηυηδηα ιεζςεεί, ημ πνμσυκ δεκ πνέπεζ κα οπμζηεί ζδιακηζηά νεφιαηα δζαννμήξ πμο εα μδδβήζμοκ ζημ ζπδιαηζζιυ λδνχκ γςκχκ [35] Δθηίκεζε ηεο δηάξθεηαο δσήο ελόο ζπλζεηηθνύ κνλσηήξα Έκαξ βνήβμνμξ έθεβπμξ πμο πνδζζιμπμζείηαζ ζοπκά βζα κα πνμαθέρεζ ηδ δζάνηεζα γςήξ πνμσυκημξ δεκ είκαζ πάκηα ηαζ ηαηαημπζζηζηυξ ηαζ βζ αοηυ ηάπμζμξ πνέπεζ κα είκαζ πμθφ πνμζεηηζηυξ ζηδ δζελαβςβή ηέημζςκ εθέβπςκ ηαεχξ μζ ζοκεήηεξ ζοκήεςξ δεκ ιπμνμφκ κα επζζπεοημφκ ηαζ ιπμνμφκ κα πνμηφρμοκ άηοπεξ ηαηαπμκήζεζξ ή αζημπίεξ. Σμ δείβια δεκ πνέπεζ κα οπυηεζηαζ ζε ιδπακζζιμφξ πμο δεκ πνμηφπημοκ ηαηά ηδ θεζημονβία. Μία ζοκδεζζιέκδ ηαηηζηή πμο επζηονχκεζ ημ πνυκμ γςήξ είκαζ δ οπμαμθή ηςκ δεζβιάηςκ ζε εθέβπμοξ εθανιμβήξ οπενορδθήξ ηάζδξ [20]. Ζ ελίζςζδ 2.2 πνδζζιμπμζείηαζ βζα κα εηηζιδεεί δ δζάνηεζα 87

98 γςήξ. Πνμαθεπυιεκδ δζάνηεζα γςήξ = Γζάνηεζα εθέβπμο * ό ά ( kv ) ή ά ί ( kv ) n (3.2) υπμο n: εηεέηδξ πμο ακηζπνμζςπεφεζ ημκ πανάβμκηα επζηάποκζδξ ημο εθέβπμο εθανιμβήξ ηάζδξ 3.13 Κξηηήξηα ηέινπο δηάξθεηαο δσήο πνιπκεξώλ κνλσηήξσλ Απυ ηδκ μπηζηή ημο πνήζηδ, ημ ηέθμξ γςήξ ζοκήεςξ εεςνείηαζ εηείκμ ημ πνμκζηυ ζδιείμ υπμο ημ πνμσυκ αζημπεί ηαζ δεκ ιπμνεί κα παναιείκεζ ζε θεζημονβία. Γζα ηα πμθοιενή οθζηά, ηα ηνζηήνζα ημο ηέθμοξ γςήξ ηαεμνίγμκηαζ απυ ημκ ηεπκζηυ ακάπηολδξ ηςκ οθζηχκ ςξ έκα εθάπζζημ ζοκδοαζιυ θοζζηχκ ζδζμηήηςκ πμο είκαζ επζεοιδηυ κα πανμοζζάγμοκ ηα πμθοιενή οθζηά ζε εθανιμβέξ πνήζδξ ελςηενζημφ πχνμο, ιεηά απυ βήνακζδ πναβιαηζημφ πνυκμο ή ιεηά απυ ηεπκδηά επζααθθυιεκδ (accelerated) βήνακζδ. Γζα ηα πμθοιενή οθζηά, δ ηάζδ εθεθηοζιμφ ηαζ δ επζιήηοκζδ είκαζ δφμ ζοκήεεζξ ζδζυηδηεξ πμο ιεθεηχκηαζ ζοπκά ηαζ ελεηάγμκηαζ ηαηά ημ ζηάδζμ εθανιμβήξ ημο πνμσυκημξ. Καηά ηδκ ακάπηολδ ηςκ οθζηχκ ζημκ υιζθμ Raychem, δ ηάζδ ηαζ δ επζιήηοκζδ ζοκήεςξ ιεηνχκηαζ ιεηά απυ ηδ δζελαβςβή εθέβπςκ ζηδ ζοβηνάηδζδ νοπακηχκ ηαζ ζηδκ ακημπή ζηδ δζάανςζδ (TERT), ηδ βνήβμνδ έηεεζδ ζηδκ οπενζχδδ αηηζκμαμθία είηε θοζζηή είηε ενβαζηδνζαηή, ηαζ ηδ εενιζηή βήνακζδ. Δπζπθέμκ πθδνμθμνίεξ ζπεηζηά ιε ημκ πνμζδζμνζζιυ ηδξ δζάνηεζαξ γςήξ ιπμνμφκ κα ανεεμφκ εεςνχκηαξ έκα παναηηδνζζηζηυ πμθοιενέξ οθζηυ [20]. Ο πνμζδζμνζζιυξ ηδξ βήνακζδξ εκυξ οθζημφ θυβς έηεεζδξ ζε εενιυηδηα πνμαθέπεηαζ ιε ηδ ιέεμδμ Arrhenius, ζηδκ μπμία ηα ηνζηήνζα ημο ηέθμοξ ημο πνυκμο γςήξ ηαεμνίγμκηαζ απυ βνήβμνδ εενιζηή βήνακζδ ηαζ ηα δεδμιέκα πμο ζοβηεκηνχκμκηαζ ακάβμκηαζ ζε πναβιαηζηυ πνυκμ θεζημονβίαξ ηαζ ζε μκμιαζηζηή εενιμηναζία θεζημονβίαξ [20]. Γζα ηδκ πενίπηςζδ ηδξ εενιζηήξ ηαηαπυκδζδξ εφημθα ελάβεηαζ έκα ιαεδιαηζηυ ιμκηέθμ δζάνηεζαξ γςήξ επεζδή μ θοζζηυξ ιδπακζζιυξ ηδξ εενιζηήξ οπμαάειζζδξ είκαζ βκςζηυξ. Αοηυξ μ ιδπακζζιυξ ααζίγεηαζ ζηδκ επζηάποκζδ ηςκ πδιζηχκ ακηζδνάζεςκ ελαζηίαξ ηδξ εενιμηναζζαηήξ αφλδζδξ. Ζ ελίζςζδ βζα ηδ δζάνηεζα γςήξ ιπμνεί κα πνμηφρεζ λεηζκχκηαξ απυ ηδκ ελίζςζδ ημο Arrhenious ηαζ εέημκηαξ 88

99 ηδκ ηαπφηδηα ηςκ πδιζηχκ ακηζδνάζεςκ ίζδ ιε ημ νοειυ βήνακζδξ ή εενιζηήξ οπμαάειζζδξ, δδθαδή ημ νοειυ οπμαάειζζδξ ηςκ θοζζηχκ ζδζμηήηςκ πμο ζπεηίγμκηαζ ιε ηδκ ηαηάννεοζδ πληειεζηέο απόδνζεο ζπλζεηηθώλ κνλσηήξσλ ημκ παναηάης πίκαηα ζοκμρίγμκηαζ μζ ζοκηεθεζηέξ απυδμζδξ ηςκ ιμκςηήνςκ απυ πμθοιενή οθζηά, μζ πανάβμκηεξ πμο ημοξ επδνεάγμοκ ηαζ μ ηνυπμξ αεθηίςζδξ ημοξ [20]. Πίλαθαο 3.4: οκηεθεζηέξ απυδμζδξ πμθοιενχκ οθζηχκ οκηεθεζηέξ απυδμζδξ Δλάνηδζδ ηςκ ζοκηεθεζηχκ απυδμζδξ Σνυπμζ αεθηίςζδξ ηςκ ζοκηεθεζηχκ απυδμζδξ Υνυκμξ γςήξ / θεζημονβίαξ Ηδζυηδηεξ οθζηχκ Σοπμπμίδζδ πνμσυκημξ ηαζ παναβςβζηήξ δζαδζηαζίαξ. Τπενπήδδζδ πδιαηζζιυξ λδνχκ γςκχκ Έθεβπμξ νεφιαημξ δζαννμήξ ςξ απμηέθεζια ηδξ αθθδθεπίδναζδξ πμθοιενμφξ οθζημφ ηαζ βεςιεηνίαξ ιμκςηήνα Καηαζηνμθή θυβς δζάανςζδξ Απχθεζα ηδξ οδνμθμαζηυηδηαξ Σοπμπμίδζδ οθζημφ ιε επανηή ακηίζηαζδ ζηδ δζάανςζδ Μδπακζηή ακημπή Ηδζυηδηεξ οθζηχκ Σοπμπμίδζδ οθζημφ παναβςβζηήξ δζαδζηαζίαξ, βεςιεηνίαξ ιμκςηήνα 89

100 Κεφάλαιο 4 Σερληθέο θαζκαηνζθνπηθώλ κεηξήζεσλ. Δξκελεία θαζκάησλ ζηελ ππέξπζξε θαζκαηνζθνπία 4.1 Φαζκαηνθσηόκεηξα ππέξπζξεο θαζκαηνζθνπίαο πδιαηζηή εζηυκα βζα ηδ θεζημονβία εκυξ θαζιαημθςηυιεηνμο IR παναηίεεκηαζ ζημ ζπήια 4.1 ζημ μπμίμ θαίκμκηαζ δ πμνεία πμο αημθμοεεί ημ θςξ [41]. Σχήμα 4.1. Στεδιάγραμμα ηης εικόνας ενός θαζμαηοθωηομέηροσ IR. Ζ πεγή θσηόο εηπέιπεζ ζε υθδ ηδκ οπένοενδ πενζμπή ηδξ δθεηηνμιαβκδηζηήξ αηηζκμαμθίαξ. Ζ πδβή θςηυξ είκαζ ιζα θάιπα ιε κήια Ni-Cr (Nichrome). Άθθεξ πδβέξ θςηυξ πνδζζιμπμζμφκ κήια Nernst (ZrΟ ή άθθα μλείδζα ζπάκζςκ βαζχκ) ή θάιπα οδνανβφνμο. Σμ ηονζυηενμ ιεζμκέηηδια ηςκ πδβχκ θςηυξ είκαζ δ άκζζδ ηαηακμιή εκένβεζαξ ζε ζπέζδ ιε ημ ιήημξ ηφιαημξ ηαζ δ ιζηνή έκηαζδ ημοξ. Ζ θάιπα Globar έπεζ ζδιακηζηά ιεβαθφηενδ έκηαζδ (ηαηαζηεοάγεηαζ απυ ηαναίδζμ ημο πονζηίμο) ηαζ πνδζζιμπμζείηαζ ζε ηαθήξ πμζυηδηαξ θαζιαημθςηυιεηνα IR.Δπίζδξ,πνδζζιμπμζείηαζ ζηα θαζιαημθςηυιεηνα IR ιε ιεηαζπδιαηζζιυ Fourier (Fourier Tranform IR). Ο ιμκμπνςιάημναξ είκαζ έκα ζφζηδια θεπηχκ ζρηζκώλ (slits) ηαενεπηχκ, βοάθζκςκ πνζζιάηςκ ηαζ ημο θνάβιαημξ πενίεθαζδξ πμο ακαθφεζ ηδκ αηηζκμαμθία ζε λεπςνζζηέξ θμονίδεξ θςηυξ ιε δζαθμνεηζηυ ιήημξ ηφιαημξ. 90

101 Παθαζυηενα πνδζζιμπμζμφκηακ πνίζιαηα NαCl πμο δεκ απμννμθμφκ ηδκ αηηζκμαμθία IR, αθθά ζηα κευηενα θαζιαημθςηυιεηνα μ ιδπακζζιυξ ημο θνάβιαημξ πενίεθαζδξ είκαζ πζμ απμηεθεζιαηζηυξ. Τπάνπμοκ ημοθάπζζημκ δφμ ζπζζιέξ ζημ υθμ ζφζηδια ημο ιμκμπνςιάημνα. Οζ ζπζζιέξ εζζαβςβήξ ηαζ ελαβςβήξ, ηςκ μπμίςκ ημ άκμζβια ιεηααάθθεηαζ ακάθμβα ιε ημ ιήημξ ηφιαημξ ημο θςηυξ. Αοηυ επζηοβπάκεηαζ είηε ιδπακζηά (ιε ιζα έηηεκηνδ ιδπακζηή πηέκα), είηε δθεηηνζηά (πμηεκζζυιεηνμ). Ζ ιείςζδ ηδξ ζπζζιήξ αολάκεζ ηδ δζαηνζηζηή ζηακυηδηα ή ααειυ δζαπςνζζιμφ ημο θαζιαημθςημιέηνμο,αθθά ζοβπνυκςξ ιεζχκεζ ηδκ έκηαζδ ημο θςηυξ ηαζ απαζηείηαζ ζδιακηζηή εκίζποζδ ημο ζήιαημξ ιέζα ζημκ ακζπκεοηή. Σμ θξάγκα πεξίζιαζεο (grating diffraction) ακηζηαηέζηδζε ηα πνίζιαηα NαCl πμο ήηακ εοαίζεδηα ζηδκ οβναζία. Σμ θνάβια ακαθφεζ ή ζηεδάγεζ ηδκ αηηζκμαμθία ζηα ζοζηαηζηά ηδξ ιήηδ ηφιαημξ ιε έκα ζφζηδια πανάθθδθςκ βναιιζηχκ αοθαηχζεςκ, πμο ανίζημκηαζ ζε ίζεξ απμζηάζεζξ ιεηαλφ ημοξ, πάκς ζε ιζα βοαθζζηενή ιεηαθθζηή επζθάκεζα πμο θεζημονβεί ςξ ηαενέπηδξ. Όηακ ιζα δέζιδ θςηυξ πέζεζ πάκς ζημ θνάβια πενίεθαζδξ, ηάεε αοθαηςηή βναιιή ιεηαηνέπεηαζ ζε κέα πδβή θςηυξ πμο εηπέιπεζ πνμξ ηδκ ηαηεφεοκζδ ημο ακζπκεοηή. Οζ βναιιέξ είκαζ δζαηεηαβιέκεξ ηαηά αοηυκ ημκ ηνυπμ χζηε ημ θςξ (αηηζκμαμθία) απυ έκα ιυκμ ιήημξ ηφιαημξ, ηαζ ηα πμθθαπθάζζα ημο, κα οπμζημφκ εεηζηή ζοιαμθή ζε ιζα μνζζιέκδ βςκία ημο θνάβιαημξ πενίεθαζδξ. Αηηζκμαμθίεξ δζαθμνεηζηχκ ιδηχκ ηφιαημξ ιπμνμφκ κα θδθεμφκ πενζζηνέθμκηαξ ημ θνάβια ζε ζπέζδ ιε ηδκ ηαηεφεοκζδ ηδξ δέζιδξ ημο θςηυξ απυ ηδκ πδβή, ζανχκμκηαξ (scanning) έηζζ ηζξ δζάθμνεξ ζοπκυηδηεξ (ή ιήηδ ηφιαημξ) ηδξ αηηζκμαμθίαξ IR [41]. Σχήμα 4.2. Στημαηική παράζηαζη θράγμαηος περίθλαζης με κλιμακωηές γραμμικές ασλακώζεις. Δάκ δφμ δέζιεξ θςηυξ ημο ίδζμο ιήημοξ ηφιαημξ πέζμοκ ζε δφμ βεζημκζηέξ αοθαηχζεζξ πμο έπμοκ απυζηαζδ πμθθαπθάζζα (αηέναζμξ ανζειυξ 1, 2, 3, ) ημο ιήημοξ ηφιαημξ, ηυηε μζ δζαεθχιεκεξ δέζιεξ ημοξ εα οπμζημφκ ζοιαμθή (ηαζ ηαηά ζοκέπεζα εκίζποζδ). Ακηίεεηα, εάκ δ απυζηαζή ημοξ είκαζ πμθθαπθάζζα ηαηά ,2,3, (υπζ αηέναζμξ ανζειυξ) ηυηε μζ δέζιεξ θςηυξ πμο οπυηεζκηαζ ζε δζάεθαζδ εα εηθείρμοκ. 91

102 Ζ ιαεδιαηζηή έηθναζδ ημο θνάβιαημξ πενίεθαζδξ είκαζ: d( ) * (4.1) υπμο Κ= 1, 2, 3,, d δ απυζηαζδ ιεηαλφ δφμ παναθθήθςκ αοθαηχζεςκ, θ ημ ιήημξ ηφιαημξ ηδξ δέζιδξ ημο θςηυξ, α δ βςκία ιεηαλφ ηδξ πνμζπίπημοζαξ δέζιδξ ηάεεηδ ζημ επίπεδμ ημο θνάβιαημξ ηαζ ϑ δ βςκία ιεηαλφ ηδξ δζαεθχιεκδξ δέζιδξ ηαζ ηδξ ηαεέημο ζημ επίπεδμ ημο θνάβιαημξ πενίεθαζδξ (αθέπε πήια 4.3) [41]. Ο αληρλεπηήο (detector) είκαζ ημ ηιήια ημο θαζιαημθςημιέηνμο πμο δέπεηαζ ηδ δέζιδ ιεηά ημ θνάβια πενίεθαζδξ ηαζ ακζπκεφεζ πμζμηζηά ημ πμζμζηυ ηδξ απμννμθμφιεκδξ αηηζκμαμθίαξ απυ ημ δείβια ηδξ μοζίαξ. Σα ζδιενζκά θαζιαημθςηυιεηνα IR πνδζζιμπμζμφκ εενιζημφξ ακζπκεοηέξ, δδθαδή δ αηηζκμαμθία ιεηαηνέπεηαζ ζε εενιζηή εκένβεζα ηαζ δ ιεηααμθή ηδξ εενιμηναζίαξ ιεηνζέηαζ ιε έκα εενιμζημζπείμ ή ιε ημ ζημζπείμ Golay. Δπίζδξ, πνδζζιμπμζμφκηαζ θςημηφηηανα πμο ιεηνμφκ ηδ θςημαβςβζιυηδηα ηδξ πνμζπίπημοζαξ αηηζκμαμθίαξ. Ζ θεζημονβία ημο εενιμζημζπείμο ζηδνίγεηαζ ζημ υηζ δ αφλδζδ ηδξ εενιμηναζίαξ πνμηαθεί αφλδζδ ημο δθεηηνζημφ δοκαιζημφ. Καεχξ μζ δφμ δέζιεξ θςηυξ (ιία ημο δείβιαημξ ηαζ ιία ημο δείβιαημξ ακαθμνάξ, πμο ζηδκ πενίπηςζδ ημο IR είκαζ δ δέζιδ θςηυξ πμο πενκάεζ ιέζα απυ ημκ αένα) πέθημοκ εκαθθαζζυιεκεξ πάκς ζημκ ακζπκεοηή, ιε ηδ αμήεεζα εκυξ πενζζηνεθυιεκμο δίζημο-ηαενέπηδ ημθηήνα (chopper or rotating sector mirror), ημ δοκαιζηυ ημο εενιμζημζπείμο ιεηααάθθεηαζ ιε ημ πνυκμ, ηαεχξ ημ δείβια απμννμθά εκένβεζα απυ ηδ δέζιδ θςηυξ. Ζ πενίμδμξ ηδξ αολμιείςζδξ ημο δοκαιζημφ είκαζ ίζδ ιε ημ πνυκμ βζα ημ δίζημ-ηαενέπηδ κα εηηεθέζεζ ιζα πθήνδ πενζζηνμθή. Σμ εενιμζημζπείμ ανίζηεηαζ ηθεζζιέκμ ενιδηζηά ζε ηεκυ ηαζ επζημζκςκεί ιε ηδ δέζιδ ιέζς εκυξ παναεφνμο NαCl [41]. 4.2 Σν ζύζηεκα δηπιήο δέζκεο θσηόο ζηα θαζκαηνθσηόκεηξα Ο αηιμζθαζνζηυξ αέναξ πενζέπεζ Ο2, Ν2, CO2, οβναζία ηθπ. Σα ιυνζα αοηά απμννμθμφκ ζηδκ πενζμπή οπενφενμο. Γζα κα ανεεεί έκαξ ηνυπμξ χζηε κα απμθφβμοιε ηζξ απμννμθήζεζξ πςνίξ ηδκ εβηαηάζηαζδ ζοζηεοήξ ηεκμφ, πνδζζιμπμζείηαζ ημ ζφζηδια ηδξ δζπθήξ δέζιδξ θςηυξ απυ ηδκ πδβή. Οζ δφμ δέζιεξ πενκμφκ δ ιία ιέζα απυ ημ δείβια ηδξ μοζίαξ πμο ιεθεηάηαζ ηαζ δ άθθδ απυ ημκ αένα, πέθημκηαξ ζημκ ακζπκεοηή αθμφ πενάζμοκ απυ ημκ ιμκμπνςιάημνα ηαζ ημκ «ημθηήνα». Ο ακζπκεοηήξ θμζπυκ δέπεηαζ εκαθθαζζυιεκα ιία ζηζβιή ηδ ιία δέζιδ ηαζ ιία ηδκ άθθδ, πμο δζακφμοκ ηδκ ίδζα απυζηαζδ ηαζ δ εκένβεζα ημοξ έπεζ ιεζςεεί ελίζμο απυ ηα ζοζηαηζηά ημο αένα. Όηακ δεκ οπάνπεζ δείβια ζηδκ πνχηδ δέζιδ ηυηε μ ακζπκεοηήξ δέπεηαζ έκα ζηαεενυ ζοκεπέξ νεφια ηαζ μ ηαηαβναθέαξ πανάγεζ ιζα εοεεία βναιιή ζημ ααειμθμβδιέκμ 92

103 πανηί IR. Όηακ ημ δείβια απμννμθά ζηδκ οπένοενδ πενζμπή, ηυηε μ ακζπκεοηήξ δέπεηαζ έκα ζζπονυηενμ ζήια απυ ηδ δέζιδ ακαθμνάξ πμο έπεζ ςξ απμηέθεζια ηδ δδιζμονβία εκαθθαζζυιεκμο νεφιαημξ. Ζ ακζζυηδηα ηςκ δφμ δεζιχκ θςηυξ πνμηαθεί ζημκ ακζπκεοηή ζήια εκαθθαζζυιεκμο νεφιαημξ ακάθμβμ ιε ηδ δζαθμνά ηςκ εκηάζεχκ ημοξ. Σμ ζήια αοηυ εκζζπφεηαζ απυ ημκ εκζζποηή ηαζ ηνμθμδμηείηαζ ιε έκα εζδζηυ δθεηηνζηυ ζεναμηζκδηήνα (servo- motor) πμο πενζζηνέθεηαζ ηαηά ημοξ δείηηεξ ημο νμθμβζμφ ή ακηίεεηα, ακάθμβα ιε ηδ δζαθμνά ηδξ έκηαζδξ ηδξ δέζιδξ ημο δείβιαημξ ηαζ ηδξ δέζιδξ ακαθμνά (αέναξ). Ζ ηίκδζδ αοηή ημο ζεναμηζκδηήνα πνμηαθεί ηδκ ηίκδζδ ιζαξ ζθήκαξ ή ελαζεεκδημφ ή ιεηααθδημφ μπηζημφ ελαζεεκδηή (wedge or calibrated attenuator or variable optical attenuator), πμο θνάγεζ ή ακμίβεζ ηδ δίμδμ ηδξ δέζιδξ ακαθμνάξ, χζηε ηαζ μζ δφμ δέζιεξ κα ελζζςεμφκ (ή ημ ζήια ζημκ ακζπκεοηή κα ιδδεκζζεεί). Ζ απυζηαζδ πμο ηζκείηαζ μ ελαζεεκδηήξ είκαζ άιεζδ ιέηνδζδ ηδξ πμζυηδηαξ εκένβεζαξ πμο απμννμθάηαζ απυ ημ δείβια. Ζ ηαηαβναθή ηδξ ηίκδζδξ πάκς-ηάης ημο ελαζεεκδηή, ζε ζπέζδ ιε ηδ ζοπκυηδηα ημο θςηυξ ηδ ζοβηεηνζιέκδ ζηζβιή, είκαζ μοζζαζηζηά δ ηαηαβναθή ημο θάζιαημξ. Ο ελαζεεκδηήξ ηαζ δ βναθίδα ημο ηαηαβναθέα ζοκδέμκηαζ ιεηαλφ ημοξ είηε ιδπακζηά είηε δθεηηνζηά (πμηεκζζυιεηνμ) ηαζ ιε αοηυκ ημκ ηνυπμ βίκεηαζ δ ηαηαβναθή ημο θάζιαημξ ζημ ααειμθμβδιέκμ πανηί IR (ruled chart paper) ηαεχξ ηζκείηαζ δ ηνάπεγα ημο ιδπακήιαημξ,υπμο εθανιυγεηαζ ημ θαζιαημβναθζηυ πανηί. οκμπηζηά, δ θεζημονβία ημο θαζιαημθςημιέηνμο IR είκαζ δ αηυθμοεδ: θςξ απυ ηδ θάιπα ηδξ πδβήξ δζαπςνίγεηαζ ιε ηαενέπηεξ ζε δφμ δέζιεξ, ιζα πμο πενκάεζ ιέζα απυ ημ δείβια (πθαηίδζμ ιε KBr, οβνυ, αένζμ ή δζάθοια ζε Nujol) ηαζ ιία ιέζα απυ ημκ αένα ςξ δέζιδ ακαθμνάξ. Ζ δέζιδ ακαθμνάξ ιπμνεί κα αοεζζεεί (δ έκηαζή ηδξ ) ιε έκα ελςηενζηυ μπηζηυ ελαζεεκδηή (reference beam attenuator) χζηε κα ανπίζμοιε ηδ ζάνςζδ ημο θάζιαημξ ιέζα ζηα πενζεχνζα ημο ααειμθμβδιέκμο πανηζμφ. Οζ δφμ δέζιεξ ακαηθχκηαζ απυ ημκ ημθηήνα (πμο πενζζηνέθεηαζ 10 θμνέξ ημ δεοηενυθεπημ) πνμηαθχκηαξ ηζξ δφμ δέζιεξ κα πέζμοκ πάκς ζημ θνάβια πενίεθαζδξ εκαθθαζζυιεκα. Καεχξ ημ θνάβια πενίεθαζδξ πενζζηνέθεηαζ ανβά-ανβά (ζάνςζδ ημο θάζιαημξ), ακαηθά δέζιεξ θςηυξ ιε δζαθμνεηζηέξ ζοπκυηδηεξ πνμξ ημκ ακζπκεοηή, πμο ιε ημ εενιμζημζπείμ ημο ιεηαηνέπεζ ηδκ εκένβεζα ηδξ οπένοενδξ αηηζκμαμθίαξ ζε δθεηηνζηή εκένβεζα. Όηακ ημ δείβια απμννμθήζεζ αηηζκμαμθία μνζζιέκδξ ζοπκυηδηαξ,μ ακζπκεοηήξ δέπεηαζ εκαθθαζζυιεκα (απυ ημκ ημθηήνα) ιία ζζπονή δέζιδ (ακαθμνάξ) ηαζ ιία αζεεκή δέζιδ (δείβιαημξ). Αοηυ πνμηαθεί ηδ δδιζμονβία εκαθθαζζυιεκμο δθεηηνζημφ νεφιαημξ απυ ημκ ακζπκεοηή ζημκ εκζζποηή. Ο εκζζποηήξ είκαζ ηαηαζηεοαζιέκμξ χζηε κα εκζζπφεζ ιυκμ εκαθθαζζυιεκμ νεφια. Ο εκζζποηήξ ζοκδέεηαζ ιε ημ ζεναμηζκδηήνα πμο εέηεζ ζε θεζημονβία ηδκ μπηζηή ζθήκα ή ημκ ελαζεεκδηή, πμο ιε ηδ ζεζνά ημο ακεαμηαηεααίκεζ ιέζα ζηδ δίμδμ ηδξ δέζιδξ ακαθμνάξ χζηε μ ακζπκεοηήξ κα δέπεηαζ θςξ ίζδξ έκηαζδξ ηαζ απυ ηζξ δφμ δέζιεξ. Ζ ηίκδζδ αοηή ημο ελαζεεκδηή, πμο είκαζ ζοκδεδειέκμξ ιε ηδ βναθίδα ημο ηαηαβναθέα, επζηνέπεζ ηδκ ηαηαβναθή ηςκ απμννμθήζεςκ ζημ ααειμθμβδιέκμ θαζιαημζημπζηυ πανηί ημο IR [41]. 93

104 4.3 πλζήθεο γηα ηε ζάξσζε θαη θαηαγξαθή θαζκάησλ IR Πνζκ ανπίζεζ δ ηαηαβναθή μπμζμοδήπμηε θάζιαημξ πνέπεζ κα δζαααειίζμοιε (ή ααειμκμιήζμοιε) ημ θαζιαημθςηυιεηνμ ιε ιία βκςζηή μοζία (calibration). Υνδζζιμπμζείηαζ δείβια θίθι πμθοζηονμθίμο (ημο μπμίμο μ ηαεανζζιυξ δεκ επζηνέπεηαζ κα βίκεζ ιε αηεηυκδ βζαηί ημ δζαθφεζ). Σμ πμθοζηονυθζμ πανμοζζάγεζ ανηεηέξ ζζπονέξ απμννμθήζεζξ IR ιε αηνζαείξ ζοπκυηδηεξ.κονίςξ πνδζζιμπμζείηαζ δ ηαζκία απμννυθδζδξ ζηα 1603 cm -1 βζα ηδκ εζςηενζηή δζααάειδζδ ημο μνβάκμο (ιε ιζηνή εζςηενζηή αίδα) ηαζ ημο θαζιαημζημπζημφ πανηζμφ. (α) FT-IR (β) IR Σχήμα 4.3. Φάζια πμθοζηονμθίμο, θζθι πάπμοξ 0.05 mm,υπμο (α) FT-IR ηαζ (α) ιε ηακμκζηυ θαζιαημθςηυιεηνμ οπενφενμο [41]. 94

105 4.3.1.Παξαζθεπή δεηγκάησλ γηα θάζκαηα IR Ζ πμζυηδηα ημο θάζιαημξ ελανηάηαζ ηαηά ιεβάθμ ααειυ απυ ηδκ πμζυηδηα ηδξ μοζίαξ πμο ελεηάγμοιε (απμοζία οβναζίαξ, ηαεανυηδηαξ ηθπ) ηαζ απυ ημκ ηνυπμ παναζηεοήξ ημο δείβιαημξ. Σα θάζιαηα αενίςκ είκαζ δοκαηυ κα θδθεμφκ ιε ηδ πνήζδ ηαηαθθήθςκ ηορεθίδςκ (cells) πμο είκαζ ηαηαζηεοαζιέκεξ απυ μνοηηυ NαCl. Σα θάζιαηα οβνχκ πδιζηχκ μοζζχκ θαιαάκμκηαζ ιε δφμ ηνυπμοξ. Ο απθμφζηενμξ είκαζ κα εκαπμηεεμφκ 1-2 ζηαβυκεξ ημο οβνμφ (απμθφηςξ λδνμφ) πάκς ζε έκα πθαηίδζμ μνοηημφ NαCl ηαζ κα ημ ζοιπζεζεεί ιε έκα άθθμ χζηε κα δδιζμονβδεεί έκα θεπηυ θζθι ημο οβνμφ ιεηαλφ ημοξ. Γζα παπφννεοζηα οβνά πνδζζιμπμζείηαζ δζάθοια Nujol ή άθθμξ δζαθφηδξ (πνέπεζ υιςξ κα αθαζνεεμφκ ηζξ απμννμθήζεζξ ημοξ απυ ημ ηεθζηυ θάζια). Σα πθαηίδζα NαCl ηαεανίγμκηαζ ιε λδνμφξ δζαθφηεξ ηαζ θοθάζζμκηαζ ζε λδνακηήνεξ ιε ανηεηή πμζυηδηα Silica gel. Γζα δείβιαηα πμο πενζέπμοκ ιζηνέξ πμζυηδηεξ κενμφ πνδζζιμπμζμφκηαζ πθαηίδζα CαF2. Γζα ηζξ ζηενεέξ μοζίεξ οπάνπμοκ ηνεζξ ηεπκζηέξ: (α) Σα δζζηία KBr παναζηεοάγμκηαζ ακαιζβκφμκηαξ πμζυηδηα ηδξ μοζίαξ ιε KBr. οκήεςξ ακαιζβκφμκηαζ mg μοζίαξ ιε 200 mg KBr ηαζ ακαηαηεφμκηαζ πμθφ ηαθά ιε ηδ αμήεεζα ιζηνμφ βμοδζμφ ηαζ βμοδμπένζ απυ απάηδ. Σμ ιίβια πζέγεηαζ ζε tonnes ιε ηαοηυπνμκδ εθανιμβή ηεκμφ βζα ηδκ παναθααή ζπκχκ οβναζίαξ. Σμ δζζηίμ έπεζ δζάιεηνμ ~13 mm ηαζ πάπμξ ~0.3 mm. (α) Ζ μοζία δζαζημνπίγεηαζ (δζάθοια) ζε Nujol (οβνή παναθίκδ) ακαηαηεφμκηαξ ηδκ ζε έκα ιζηνυ βμοδί. Σμ παναζηεφαζια ημπμεεηείηαζ ιεηαλφ πθαηζδίςκ μνοηημφ NαCl ηαζ ζοιπζέγεηαζ ζε θεπηυ θζθι. Σμ Nujol απμννμθά ζε μνζζιέκεξ βκςζηέξ ζοπκυηδηεξ πμο αθαζνμφκηαζ απυ ημ θάζια. οκήεςξ μζ απμννμθήζεζξ ημο ζηεπάγμοκ ηζξ πενζμπέξ απμννυθδζδξ ηςκ μιάδςκ C H (δμκήζεζξ ηάζδξ ~3000 cm -1 ) ηαζ C H (δμκήζεζξ ηάιρδξ ~1400 cm -1 ). ηδκ πενίπηςζδ πμο δεκ εέθμοιε μζ απμννμθήζεζξ αοηέξ κα ζηεπάζμοκ ηζξ απμννμθήζεζξ ηδξ μοζίαξ ιαξ πνδζζιμπμζμφιε ελαπθςνμαμοηαδζέκζμ ή θεμνζμιέκμοξ οδνμβμκάκεναηεξ. Σμ Nujol πνδζζιμπμζείηαζ βζαηί δζαθφεζ ιεβάθμ ανζειυ μνβακζηχκ εκχζεςκ, (β) Παναζηεοάγεηαζ θεπηυ θζθι ηδξ μοζίαξ ιε δζάθοζδ ζε δζαθοηζηυ παιδθμφ ζ.γ. ηαζ ελάηιζζδξ ημο δζαθφιαημξ πάκς ζε έκα πθαηίδζμ NαCl [41]. (α) εηδηθή θπςειίδα γηα αέξηα (β) κεηαβαιιόκελνπ πάρνπο θπςειίδα γηα πγξά 95

106 (γ) θπςειίδα από NαCl γηα δηάιπκα νπζίαο ζε ζπγθεθξηκέλν δηαιύηε (ε θπςειίδαο πεξηέρεη κόλν ην δηαιύηε) (δ) γηα ζηεξεέο νπζίεο πξνεηνηκαζία πιαθηδίνπ KBr (αλάκημε 1:100 νπζίαο κε KBr θαη ζπκπίεζε κεηαμύ κεηαιιηθώλ πιαθηδίσλ) ρήκα 4.4. οζηεοέξ ηαζ ηορεθίδεξ βζα ηδ θήρδ θαζιάηςκ IR (α) αένζα, (α) οβνά ιε ιεηαααθθυιεκμ πάπμξ ηορεθίδαξ, (β) οβνά, (δ) ζηενεά ζε ιίβια ιε KBr ηαζ απαναζηεοή πθαηζδίμο [41]. 4.4 Πνζνηηθή αλάιπζε κε ππέξπζξε θαζκαηνζθνπία Ζ θαζιαημζημπία IR πνδζζιμπμζείηαζ βζα πμζμηζηέξ ακαθφζεζξ μνβακζηχκ εκχζεςκ ή ιίβιαημξ πδιζηχκ μοζζχκ, υηακ δε ιπμνμφκ κα εθανιμζεμφκ άθθμζ ιέεμδμζ,υπςξ δ οπενζχδδξ θαζιαημζημπία ή θαζιαημζημπία πονδκζημφ ιαβκδηζημφ ζοκημκζζιμφ, πμο είκαζ πζμ αηνζαείξ. Ζ θαζιαημζημπία IR πανμοζζάγεζ πνμαθήιαηα ζημοξ πμζμηζημφξ πνμζδζμνζζιμφξ ιε ημοξ δζαθφηεξ, ηδ ζοβηέκηνςζδ ηδξ μοζίαξ, ημ πάπμξ ηδξ ηορεθίδαξ, ηδ βναιιή αάζδξ (base line) ηθπ, ηαζ βζα αοηυ πνδζζιμπμζείηαζ υηακ μζ άθθεξ ιέεμδμζ δεκ είκαζ ζηακμπμζδηζηέξ. Ζ πμζμηζηή ζπέζδ ιεηαλφ ηδξ έκηαζδξ ημο θςηυξ πμο δζαπενκά ημ δείβια ηδξ μοζίαξ ηαζ ηδ ζοβηέκηνςζδ ηδξ ζημ δζάθοια δίκεηαζ απυ ημ κυιμ Beer- Lambert-Bouguer: 96

107 I I exp( * c* l) (4.2) o υπμο Ημ είκαζ δ έκηαζδ (εκένβεζα) ηδξ αηηζκμαμθίαξ πμο πέθηεζ πάκς ζημ δείβια, c είκαζ δ ζοβηέκηνςζδ, l ημ πάπμξ ημο δείβιαημξ ηαζ α είκαζ μ ζπληειεζηήο απνξξόθεζεο. Ζ ελίζςζδ 4.2 ιπμνεί κα ιεηαηναπεί ζε: I log o * c* l I (4.3) υπμο ε ηαθείηαζ ζπληειεζηήο απόζβεζεο. Ο κυιμξ ζζπφεζ βζα ιμκμπνςιαηζηυ θςξ ηαζ βζα ιζηνέξ ζοβηεκηνχζεζξ. οκήεςξ, ηα θαζιαημθςηυιεηνα ηαηαβνάθμοκ ημ θάζια ζε βναιιζηή ιμνθή, υπμο ζηδκ ανζζηενή ηάεεηδ πθεονά έπμοιε ηδκ % Γζαπεναηυηδηα (% Transmittance) ηαζ ζηδκ μνζγυκηζα πθεονά ηζξ ζοπκυηδηεξ ζε ηοιαηανζειμφξ. Ζ ελίζςζδ 4.3 ιπμνεί κα βναθηεί χζηε κα δίκεηαζ δ δζαπεναηυηδηα ηαζ δ μπηζηή ποηκυηδηα Α: I o 100 log A log cl (4.4) I % T Ζ δζαπεναηυηδηα αθθάγεζ απυ 100% ιέπνζ 0%, εκχ δ μπηζηή ποηκυηδηα (Α) είκαζ απυ 0 ιέπνζ άπεζνμ ( ). ρήκα 4.5. Πμζμηζηή εηηίιδζδ δζαθυνςκ ηαζκζχκ απμννυθδζδξ ζημ IR [41]. Ζ πμζμηζηή εηηίιδζδ ηςκ ηαζκζχκ απμννυθδζδξ, υπςξ θαίκμκηαζ ζημ 97

108 πήια 4.5, βίκεηαζ ιε ημκ παναηάης ηνυπμ: Σ 1 = ΑΥ ηαζ Σ 2 = ΒΥ βζα ηδ βναιιή αάζδξ ηαζ βζα ηδκ ημνοθή ηαζκίαξ. Ζ μπηζηή ποηκυηδηα Α ηδξ ηαζκίαξ είκαζ: Α ηαζκίαξ= Α ημν Α βναι.ααξ. Γδθαδή : % T1 AX A log log A log log % T2 % T1 % T2 BX Σμ ααζζηυ πνυαθδια ζηζξ πμζμηζηέξ αοηέξ εηηζιήζεζξ ηςκ ηαζκζχκ είκαζ δ ζπεδίαζδ ηδξ βναιιήξ αάζδξ. Τπάνπμοκ δζάθμνμζ ηνυπμζ βζα ηδ ζπεδίαζδ αοηή, υπςξ θαίκεηαζ ζημ ζπήια 4.4, αθθά δεκ οπάνπεζ βεκζηυξ ηακυκαξ [41]. 4.5 Φαζκαηνζθνπία ππεξύζξνπ κε κεηαζρεκαηηζκό Fourier Ζ θαζιαημζημπία IR πνδζζιμπμζείηαζ ηονίςξ ζηδκ πενζμπή cm -1, ςζηυζμ ανηεηά πνήζζιεξ πθδνμθμνίεξ βζα ηδ δμιή πμθθχκ μνβακζηχκ εκχζεςκ ιπμνμφιε κα παναηδνήζμοιε ηαζ ζηδκ πενζμπή cm -1, πμο ηαθείηαζ άπς οπένοενδ (far infra-red). Ζ άπς οπένοενδ πενζμπή είκαζ δ πενζμπή ηδξ δθεηηνμιαβκδηζηήξ αηηζκμαμθίαξ υπμο απμννμθμφκ ημ δεοηένζμ, ημ ηνίηζμ, μζ παναιμνθχζεζξ ημο ζηεθεημφ μνβακζηχκ εκχζεςκ, μζ δμκήζεζξ ζηνέαθςζδξ ημο ημνιμφ δζαθυνςκ μνβακζηχκ εκχζεςκ, μζ δμκήζεζξ δζαθυνςκ ιμνζαηχκ δμιχκ, μζ δεζιμί οδνμβυκμο ( cm -1 ) η.θπ. ηδκ πενζμπή υιςξ αοηή δ εοαζζεδζία ημο θαζιαημθςημιέηνμο IR είκαζ πενζμνζζιέκδ ηαζ μζ εκηάζεζξ ηςκ απμννμθήζεςκ πμθφ ιζηνέξ, ιε απμηέθεζια μ ευνοαμξ κα ζηεπάγεζ ηζξ ηαζκίεξ απμννυθδζδξ. Ζ αδοκαιία ηςκ ημζκχκ θαζιαημθςημιέηνςκ IR (ηαζ άθθςκ ιεευδςκ θαζιαημζημπίαξ, υπςξ εα δμφιε ζηα θάζιαηα 13 C) οπενκζηήεδηε ιε ηδ θαζκαηνζθνπία IR κε κεηαζρεκαηηζκό Fourier (Fourier Transform IR Spectroscopy, F.T.-IR). Ζ ακάθοζδ ηαηά Fourier ή ιεηαζπδιαηζζιυξ Fourier είκαζ δ ακάθοζδ ιζαξ ιαεδιαηζηήξ ζοκάνηδζδξ ή ιζαξ πεζναιαηζηά θαιαακμιέκδξ ηαιπφθδξ ιε ηδ ιμνθή ιζαξ ηνζβςκμιεηνζηήξ ζεζνάξ. Υνδζζιμπμζείηαζ ςξ ιέεμδμξ πνμζδζμνζζιμφ ηςκ ανιμκζηχκ ζοζηαηζηχκ εκυξ πμθφπθμημο πενζμδζημφ ηφιαημξ. Πενζζζυηενα βζα ηδ εεςνία Fourier ζημκ 13 C-ΝΜR. Ζ ιέεμδμξ ααζίγεηαζ ζηδκ ηαηαβναθή ημο θάζιαημξ ιε ζπκβνινκεηξηθέο κεηξήζεηο (interferometric measurements) πμο οπενηενμφκ ηςκ ημζκχκ ιδπακζζιχκ ζάνςζδξ ημο θάζιαημξ.ζ δζάηαλδ ημο ιδπακζζιμφ ζημ θαζιαημθςηυιεηνμ βζα ηδ δζενβαζία Fourier είκαζ δ παναηάης [41]: 98

109 ρήκα 4.6. πδιαηζηή εζηυκα εκυξ ηοπζημφ θαζιαημθςημιέηνμο FT-IR ηαζ δζάηαλδ ηςκ πδβχκ, ηαενεπηχκ ηαζ ακζπκεοηή [41]. 99

110 Σν ζπκβνιόκεηξν (interferometer) είκαζ ιζα πθάηα (Α) ηαηαζηεοαζιέκδ απυ διζδζαθακέξ οθζηυ, ζοκήεςξ KBr πμο δεκ απμννμθά ηδκ IR, ηαζ ηαηενβαζιέκδ ηαηά ηέημζμ ηνυπμ χζηε κα ακαηθά ημ 50% ηδξ αηηζκμαμθίαξ πμο πέθηεζ πάκς ηδξ. Ζ πθάηα δζαζνεί ηδκ αηηζκμαμθία ζε δφμ ίζα ιένδ ηαζ ζηέθκεζ ημ ½ ζημκ ηαενέπηδ Μ1 ηαζ ημ άθθμ ½ ζημκ ηαενέπηδ Μ2. Οζ δφμ δέζιεξ ακαηθχκηαζ ζημοξ ηαενέπηεξ ηαζ βονκμφκ ζηδκ πθάηα-δζαπςνζζηή (plate-beam splitter) ηδξ δέζιδξ ημο θςηυξ, υπμο ζοκεκχκμκηαζ πάθζ ζε ιζα δέζιδ θςηυξ ιε ηαηεφεοκζδ ημ δείβια ηδξ μοζίαξ ηαζ ιεηά ζημκ ακζπκεοηή. Ζ ιμκμπνςιαηζηή δέζιδ θςηυξ πμο εηπέιπεηαζ απυ ηδκ πδβή ηαζ ζοκεκχκεηαζ ζηδκ πθάηα Α οπυηεζηαζ ζε εεηζηή ή ανκδηζηή ζοιαμθή ακάθμβα ιε ηζξ απμζηάζεζξ ημο απυ ημοξ ηαενέπηεξ Μ1 ηαζ Μ2. Δάκ μζ απμζηάζεζξ αοηέξ είκαζ ίζεξ ή δζαθένμοκ ηαηά πμθθαπθάζζμ ημο ιήημοξ ηφιαημξ (μθυηθδνμζ ή αηέναζμζ ανζειμί) ηδξ ιμκμπνςιαηζηήξ δέζιδξ, ηυηε δδιζμονβείηαζ εεηζηή ζοιαμθή πμο δίκεζ ιζα δέζιδ θςηυξ ιεβάθδξ έκηαζδξ. Δάκ υιςξ μζ απμζηάζεζξ ηδξ Α απυ ημοξ Μ1 ηαζ Μ2 είκαζ ιζζμί μθυηθδνμζ ανζειμί (1/2, ηθπ) ημο ιήημοξ ηφιαημξ, ηυηε μζ δέζιεξ θςηυξ ακαηθχκηαζ ζημοξ ηαενέπηεξ, επακένπμκηαζ ζηδκ Α ηαζ ελμοδεηενχκμκηαζ. ηδ ιμκάδα ζοιαμθμιέηνμο, μ ηαενέπηδξ Μ2 ηζκείηαζ ανβά πνμξ ηδκ πθάηα Α ή απμιαηνφκεηαζ απυ αοηή. Με ημκ ηνυπμ αοηυ μ ακζπκεοηήξ εα δέπεηαζ αηηζκμαμθία εκαθθαζζυιεκδξ έκηαζδξ θυβς θαζκμιέκμο ζοιαμθήξ. Ζ πδβή ιπμνεί κα εηπέιπεζ ιζα ζεζνά απυ ιμκμπνςιαηζηέξ αηηζκμαμθίεξ (κ1, κ2, η.θπ) πμο εα δδιζμονβήζμοκ ζημκ ακζπκεοηή έκα πενίπθμημ ιίβια αηηζκμαμθζχκ ιε εκαθθαζζυιεκεξ εκηάζεζξ. Με ηδ αμήεεζα ημο ιεηαζπδιαηζζιμφ Fourier ηα ηεκά αοηά ιεηαηνέπμκηαζ ζημ ηακμκζηυ θάζια IR. οκήεςξ δ ηαηαβναθή ηςκ ζδιάηςκ ζημκ ακζπκεοηή βίκεηαζ ηάεε 0,001 sec ηαζ ηάεε πθδνμθμνία ζοζζςνεφεηαζ ζε έκα απυ ηα 1000 ζδιεία ημο πνμβναιιαηζζιέκμο θάζιαημξ. Ο δθεηηνμκζηυξ οπμθμβζζηήξ επελενβάγεηαζ ηζξ πθδνμθμνίεξ (εκηάζεζξ απμννμθήζεςκ ζε δζάθμνεξ ζοπκυηδηεξ), εηηεθεί ημοξ ιεηαζπδιαηζζιμφξ Fourier ζε εθάπζζηα sec ηαζ πανμοζζάγεζ ηακμκζηυ θάζια, πμο έπεζ ακαθοεεί ζε 1000 ζδιεία, έημζιμ βζα ηαηαβναθή ζημ ααειμθμβδιέκμ θαζιαημβναθζηυ πανηί. Ζ υθδ δζαδζηαζία βίκεηαζ ζε 1-2 δεοηενυθεπηα, ηαζ ιεηά απυ ζανχζεζξ ημο θάζιαημξ μ ευνοαμξ έπεζ ιεζςεεί ζδιακηζηά εκχ μζ εκηάζεζξ ηςκ απμννμθήζεςκ αεθηζχκμκηαζ ζε ζδιακηζηυ ααειυ. Ζ ζηακυηδηα δζαπςνζζιμφ ηςκ θαζιαηζηχκ βναιιχκ βζα ημ F.T.-IR ζηδκ πενζμπή cm -1 είκαζ πενίπμο 4 cm -1. Ζ ζηακυηδηα αοηή ιπμνεί κα αεθηζςεεί ιε αφλδζδ ηςκ ζδιείςκ ζοβηέκηνςζδξ πθδνμθμνζχκ βζα ημ θάζια ηαζ ηδκ απυζηαζδ ηίκδζδξ ημο Μ2. Σα πθεμκέηηδια ημο F.T.-IR είκαζ δ ηαπφηδηά ημο. Δκχ ζηδ ζοιααηζηή ιέεμδμ ηάεε ζδιείμ ελεηάγεηαζ δζαδμπζηά, ζημ ζοιαμθυιεηνμ υθα ηα ζδιεία ελεηάγμκηαζ ζοβπνυκςξ ηαζ ιεηά δζαπςνίγμκηαζ ιε ηαπφηαημ οπμθμβζζιυ απυ ημκ δθεηηνμκζηυ οπμθμβζζηή. Με F.T.-IR ιπμνεί κα βίκεζ ζάνςζδ υζεξ θμνέξ πνεαζημφκ βζα ηδκ ελμοδεηένςζδ ημο ευνοαμο, κα αθαζνεεεί έκα θάζια απυ έκα άθθμ (δζάθοια, 100

111 πνμζιίλεζ), κα ιεβεκεφκμοιε ηιήιαηα ημο θάζιαημξ ηαζ κα επελενβαζεεί ζηδκ μευκδ ημο οπμθμβζζηή η.θπ. Δίκαζ πνμθακέξ υηζ ηα F.T.-IR εα ακηζηαηαζηήζμοκ ζε θίβα πνυκζα ηα ζοιααηζηά θαζιαημθςηυιεηνα IR [41]. (α) (β) (γ) ρήκα 4.7. FT-IR θαζιαημζημπία: (α) θάζια οδνμπθςνζηήξ ιεεαδυκδξ ιε ιία ζάνςζδ, (α) ζάνςζδ ηδξ ίδζαξ μοζίαξ 32 θμνέξ (FT-IR) ιε ακηίζημζπδ ιείςζδ ημο εμνφαμο, (β) πανάδεζβια θαζιάηςκ FT-IR ιίβιαημξ δφμ μοζζχκ (παναηεηαιυθδξ ηαζ 1-θαζκοθμ-1,2- αζεακμδζμθμ-2-ηανιαιίδζμ), αθαίνεζδ θαζιάηςκ ηαζ ζφβηνζζδ θάζιαημξ (παναηεηαιυθδξ) ιε θάζια ακαθμνάξ [41]. 101

112 4.6. Δξκελεία Φαζκάησλ Τπέξπζξεο Φαζκαηνζθνπίαο Ζ ενιδκεία θαζιάηςκ IR δεκ είκαζ εφημθδ ενβαζία αθθά απαζηεί πναηηζηή ελάζηδζδ. Απαζηείηαζ ιεβάθδ ειπεζνία ηαζ πεζναιαηζζιυξ βζα ηδκ επελήβδζδ ηςκ δζαθυνςκ ηαζκζχκ απμννυθδζδξ, αηυιδ ηαζ απθχκ μνβακζηχκ εκχζεςκ. Δπίζδξ, οπάνπεζ πθδεχνα αζαθζμβναθίαξ ηαζ πζκάηςκ βζα ηζξ ααζζηέξ απμννμθήζεζξ ηςκ ζπμοδαζυηενςκ μνβακζηχκ εκχζεςκ. Γζα ηδκ ενιδκεία ηςκ θαζιάηςκ IR πνέπεζ κα πάνμοιε οπυρδ ιαξ ηα παναηάης ζδιεία: (α) Οζ απμννμθήζεζξ παναηηδνζζηζηχκ ή δναζηζηχκ μιάδςκ ειθακίγμκηαζ ζοκήεςξ ζηδκ πενζμπή cm -1. (α) Οζ απμννμθήζεζξ ζηεθεημφ ειθακίγμκηαζ ζηδκ πενζμπή ηάης ηςκ 1500 cm -1 (πενζμπή δαηηοθζηχκ απμηοπςιάηςκ), αθθά δ αηνζαήξ εηηίιδζή ημοξ είκαζ πζμ δφζημθδ. (β) Οζ παναηηδνζζηζηέξ μιάδεξ δίκμοκ ιία ή πενζζζυηενεξ απμννμθήζεζξ, πμο ελανηχκηαζ απυ ηδ θφζδ ηαζ ηδ εέζδ ημοξ ζημ ιυνζμ. (δ) Πμθθέξ παναηηδνζζηζηέξ μιάδεξ δίκμοκ αζεεκείξ απμννμθήζεζξ πμο είκαζ δφζημθμ κα δζαηνζεμφκ. (ε) φβηνζζδ ηςκ θαζιάηςκ αβκχζηςκ εκχζεςκ (ιε μνζζιέκεξ εκδείλεζξ ςξ πνμξ ηδ δμιή ημοξ) ιε θάζιαηα βκςζηχκ εκχζεςκ, ιπμνμφκ κα δχζμοκ εεηζηά απμηεθέζιαηα βζα ηδκ πζζημπμίδζή ημοξ. Θεςνδηζηά, ηα δφμ θάζιαηα πνέπεζ κα είκαζ πανυιμζα. (ζη) Οζ πίκαηεξ IR ιε ηζξ παναηηδνζζηζηέξ απμννμθήζεζξ (δναζηζηχκ μιάδςκ ηαζ ζηεθεημφ) μνβακζηχκ εκχζεςκ είκαζ ζοκηεηαβιέκμζ ιε ηζξ βεκζηέξ εηηζιήζεζξ ηςκ πενζμπχκ πμο απμννμθμφκ απυ ηδκ επζζηδιμκζηή αζαθζμβναθία. (γ) Οζ απμννμθήζεζξ ηαζκζχκ ή βναιιχκ ή ημνοθχκ (bands, lines, peaks) δζαηνίκμκηαζ ακάθμβα ιε ηδκ έκηαζή ημοξ ζε ζζπονέξ (strong, s), ιέηνζεξ (medium, m), αζεεκείξ (weak, w) ηαζ πθαηζέξ (broad, br). Ζ ζφβηνζζδ αοηή είκαζ πμζμηζηή ηαζ πνέπεζ κα βίκεηαζ ηάης απυ ηζξ ίδζεξ ζοκεήηεξ ζοβηέκηνςζδξ, πνυκμο ζάνςζδξ η.θπ [41]. 102

113 4.7 Φάζκαηα ππέξπζξεο θαζκαηνζθνπίαο νξηζκέλσλ νκάδσλ νξγαληθώλ ελώζεσλ Αιθάληα Σα θάζιαηα IR ηςκ ημνεζιέκςκ οδνμβμκακενάηςκ απμηεθμφκηαζ ηονίςξ απυ απμννμθήζεζξ δμκήζεςκ ηάζδξ ηςκ δεζιχκ C H ηαζ C C, ηαεχξ ηαζ δμκήζεςκ ηάιρδξ. Οζ ζοπκυηδηεξ βζα ζοιιεηνζηέξ ηαζ αζφιιεηνεξ ηάζεζξ δεζιχκ ειθακίγμκηαζ ζηα 2900 cm -1 (s) ηαζ μζ ζοπκυηδηεξ βζα ηζξ δμκήζεζξ ηάιρδξ ζηα 1400 cm -1. Δπζπθέμκ, οπάνπεζ ιζα ζεζνά απυ ζοπκυηδηεξ ζοζηνμθήξ ηδξ ιεεοθζηήξ μιάδαξ ζηδκ πενζμπή cm -1. Οζ δζαηθαδμφιεκεξ αθοζίδεξ αηυιςκ άκεναηα ακαβκςνίγμκηαζ απυ μνζζιέκεξ ζοπκυηδηεξ. Γζα πανάδεζβια, δφμ ιεεφθζα ζημ ίδζμ άημιμ άκεναηα δίκμοκ ιζα ηαζκία ιε δφμ ημνοθέξ ζηα 1370 ηαζ 1385 cm -1. Οζ μιάδεξ ακαβκςνίγμκηαζ απυ ηδκ ειθάκζζδ θαζιαηζηχκ ηαζκζχκ ζηδκ πενζμπή δαηηοθζηχκ απμηοπςιάηςκ, εκχ ηα αθηάκζα ιε ηακμκζηέξ αθοζίδεξ (εοεείεξ) δεκ απμννμθμφκ ζηδκ πενζμπή αοηή. ρήκα 4.8. Φάζια οπενφενμο ηδξ έκςζδξ 2,2-δζιεεοθμαμοηάκζμ. ( [41] ημ πανάδεζβια ημο ζπήιαημξ 4.7 οπάνπμοκ ιυκμ ηνεζξ παναηηδνζζηζηέξ απμννμθήζεζξ ζηα 2900, 1375 ηαζ 742 cm -1. Ζ πνχηδ απμννυθδζδ μθείθεηαζ ζηδ ζοιιεηνζηή ηαζ αζφιιεηνδ δυκδζδ ηάζδξ ημο δεζιμφ C H. Ζ ηαζκία ιε ηδ δζπθή ημνοθή ζηα cm -1 είκαζ ιάλθμκ έκα δζιεεφθζμ. 103

114 ηδκ πενζμπή ~700 cm -1 ηαζ ιε πθδνμθυνδζδ απυ άθθδ πδβή θαίκεηαζ υηζ είκαζ έκα πνμπφθζμ. Άνα δ δμιή: Αιθέληα Σα οδνμβυκα ημο δζπθμφ δεζιμφ ζοβηναημφκηαζ πζμ ζζπονά απυ ηα άημια ημο άκεναηα ζε ζπέζδ ιε ηα αθηάκζα (μζ δεζιμί έπμοκ πενζζζυηενμ s- παναηηήνα) ηαζ μζ δμκήζεζξ ηάζδξ ειθακίγμκηαζ ζε εθαθνά ορδθυηενδ ζοπκυηδηα. Έηζζ μζ απμννμθήζεζξ: δζπθμφ δεζιμφ, CH2 ζηα 3080 cm -1 (αζφιιεηνδ), 2975 cm -1 (ζοιιεηνζηή) ηαζ CHR ζηα 3020 cm -1 (αζφιιεηνδ). Οζ οδνμβμκάκεναηεξ ιε απμννμθήζεζξ πάκς απυ 3000 cm -1 έπμοκ αηυνεζημοξ δεζιμφξ. Οζ ζοπκυηδηεξ δμκήζεςκ ηάζδξ βζα ημοξ δεζιμφξ C C είκαζ ζοκήεςξ αζεεκείξ ιέπνζ ιέηνζεξ ηαζ ειθακίγμκηαζ βφνς ζηα 1600 cm -1. Γζα πανάδεζβια, δ έκςζδ H2C CΖ (CH2)5 CΖ3 (1-μηηέκζμ) πανμοζζάγεζ δμκήζεζξ ηάζεζξ ζηα 1645 cm -1 [41]. ρήκα 4.9. Φάζια οπενφενμο ηδξ έκςζδξ 1-μηηέκζμ. ( [41]. 104

115 Σμ θάζια οπενφενμο βζα ηδκ έκςζδ cis-4-μηηέκζμ,υπο μ δζπθυξ δεζιυξ είκαζ ζηδ ιέζδ ημο ιμνίμο. Οζ απμννμθήζεζξ ιεηααάθθμκηαζ εθαθνά ζηδκ πενζμπή , ηαζ cm -1. ρήκα Φάζια οπενφενμο ηδξ έκςζδξ cis-4-μηηέκζμ [41] Αιθίληα ( C C ) ημοξ οδνμβμκάκεναηεξ ιε C C δεζιμφξ ηα οδνμβυκα ημο ηνζπθμφ δεζιμφ ζοβηναημφκηαζ αηυιδ πζμ ζζπονά ηαζ δ απμννυθδζή ημοξ ειθακίγεηαζ ζηδκ πενζμπή cm -1. Ο ηνζπθυξ δεζιυξ ιεηαλφ ηςκ αηυιςκ άκεναηα πανμοζζάγεζ δμκήζεζξ ηάζδξ ζηδκ πενζμπή cm -1 ηαζ cm -1 (ηαζ μζ δφμ αζεεκείξ). Έκαξ άθθμξ ηνζπθυξ δεζιυξ πμο ηονζανπεί ζε ανηεηέξ μνβακζηέξ εκχζεζξ είκαζ μ C Ν, ζοκήεςξ απμννμθά ζηδκ πενζμπή cm -1. Έκα πανάδεζβια IR θάζιαημξ αθηζκίμο θαίκεηαζ ζημ ζπήια Πνυηεζηαζ βζα ημ 1-ελίκζμ, ζημ μπμίμ μ δεζιυξ CH πανμοζζάγεζ απμννυθδζδ ζηα 3305 cm -1 ηαζ μ ηνζπθυξ δεζιυξ ιεηαλφ ηςκ αηυιςκ άκεναηα C C ζηα 2110 cm-1 [41]. 105

116 ρήκα Φάζια οπενφενμο ηδξ έκςζδξ 1-ελίκζμ [41] Αξσκαηηθνί πδξνγνλάλζξαθεο Οζ ανςιαηζημί οδνμβμκάκεναηεξ πανμοζζάγμοκ ιεβάθμ ανζειυ δμκήζεςκ ηάζδξ ηαζ ηάιρδξ βζα ηζξ μιάδεξ C C ηαζ C Ζ. Οζ πζμ ζζπονέξ απμννμθήζεζξ ειθακίγμκηαζ ιεηαλφ 900 ηαζ 675 cm -1, πμο παναηηδνίγμοκ ηζξ μνβακζηέξ εκχζεζξ. Δπζπθέμκ, οπάνπεζ ιζα δυκδζδ ηάζδξ βζα ημ δεζιυ C C ζηδκ πενζμπή cm -1. Οζ ζοιιεηνζηέξ ηαζ αζφιιεηνεξ ηάζεζξ ημο δεζιμφ C Ζ ειθακίγμκηαζ ζηδκ πενζμπή cm -1. Έκα πανάδεζβια θάζιαημξ ανςιαηζημφ οδνμβμκάκεναηα θαίκεηαζ ζημ ζπήια Απυ ημ θάζια ημο ημθμομθίμο πνμηφπημοκ μζ αηυθμοεεξ βεκζηέξ παναηδνήζεζξ: (α) Οζ οπμηαηεζηδιέκμζ αεκγμθζημί δαηηφθζμζ πανμοζζάγμοκ αζεεκείξ αθθά ανηεηά ζοβηεηνζιέκεξ θαζιαηζηέξ βναιιέξ ζηδκ πενζμπή cm -1. Σα ιμκμ-οπμηαηεζηδιέκα πανάβςβα δίκμοκ ηέζζενζξ θαζιαηζηέξ ηαζκίεξ απμννυθδζδξ ζηδκ ίδζα πενζμπή.σα μνεμ-οπμηαηεζηδιέκα πανάβςβα ειθακίγμοκ δφμ ηαζκίεξ ιε ηνεζξ ημνοθέξ (triplet), ηα ιεηα-οπμηαηεζηδιέκα πανάβςβα ειθακίγμοκ δφμ θαζιαηζηέξ βναιιέξ ηαζ ιία ηαζκία ιε ηνεζξ ημνοθέξ ηαζ ηα πανα-οπμηαηεζηδιέκα πανάβςβα δφμ θαζιαηζηέξ βναιιέξ,ιε ηδκ ζζπονυηενδ ζηδκ ορδθυηενδ ζοπκυηδηα(πήια4.12). 106

117 Οζ απμννμθήζεζξ αοηέξ είκαζ ηονίςξ δμκήζεζξ οπενημκζηέξ ηαζ ζοκδοαζιμφ απυ δείβιαηα ιε ιεβάθεξ ζοβηεκηνχζεζξ [41]. ρήκα Φάζιαηα IR ημθμομθίμο (C6Ζ5CΖ3), μ-ιεεοθμ ηαζ m-ιεεοθμ ημθμομθίμο [41]. 107

118 ρήκα Φάζια οπενφενμο ηδξ έκςζδξ ημθμομθίμο ηαζ παναηηδνζζηζηέξ απμννμθήζεζξ βζα ηα μ-, m-, p- οπμηαηεζηδιέκα πανάβςβα ζηδκ πενζμπή cm -1 [41]. (α) Δπίζδξ, πθδνμθμνίεξ βζα ηζξ ανςιαηζηέξ εκχζεζξ θαιαάκμκηαζ απυ ηδκ ειθάκζζδ απμννμθήζεςκ βζα ημ δεζιυ C Ζ ηαζ εζδζηά βζα ηζξ δμκήζεζξ ηάιρδξ εηηυξ επζπέδμο ημο δαηηοθίμο (out-of-plane). Σα ιμκμ-οπμηαηεζηδιέκα πανάβςβα απμννμθμφκ ζηδκ πενζμπή cm -1 ηαζ cm -1, ηα μνεμζηδκ πενζμπή cm -1, ηα ιεηα- ζηδκ πενζμπή cm -1 ηαζ cm - 1 ηαζ ηα πανα- ζηδκ πενζμπή cm -1 [41]. ρήκα Φάζια IR ηδξ έκςζδξ p-πθςνμημθμουθζμ,c 7 H 7 Cl [41]. 108

119 Ζ έκςζδ C 7 Ζ 7 Cl πανμοζζάγεζ ανηεηέξ ζζπονέξ απμννμθήζεζξ ζηα 800 cm -1, πμο δδθχκεζ ανςιαηζηυ παναηηήνα ηαζ ηδ θαζιαηζηή βναιιή ζηα 3100 cm -1 πμο εηθνάγεζ αηυνεζημ παναηηήνα. Οζ ηαζκίεξ απμννυθδζδξ ζηα 2870 cm -1 ηαζ 2940 cm -1 δείπκμοκ ηδκ πανμοζία ηεημνεζιέκδξ δυκδζδξ ηάζδξ ημο δεζιμφ C Ζ ηαζ ηαηά ζοκέπεζα ηδκ μιάδα ιεεφθζμ ( CΖ3). Οζ απμννμθήζεζξ ζηδκ πενζμπή cm -1 ηαζ δ θαζιαηζηή βναιιή ζηα 820 cm -1 επζαεααζχκμοκ ηδκ πανμοζία ηδξ πανα-οπμηαηάζηαζδξ [41] Δλώζεηο κε θαξβνλπιηθή νκάδα C O Ζ παναηηδνζζηζηή απμννυθδζδ ηδξ ηαναμκοθζηήξ μιάδαξ ειθακίγεηαζ ζηδκ πενζμπή cm -1. Γζα ηζξ πενζζζυηενεξ αθδεΰδεξ, ηεηυκεξ ηαζ ηαναμκοθζηά μλέα δ απμννυθδζδ ανίζηεηαζ ημκηά ζηα 1700 cm -1. Ζ ηαναμκοθζηή δυκδζδ ηάζδξ επδνεάγεηαζ απυ θαζκυιεκα έθλδξ ή απχεδζδξ ηςκ δθεηηνμκίςκ ζημ δζπθυ δεζιυ (=C=O). Γζα πανάδεζβια, παναηδνείηαζ ιεηαηυπζζδ πνμξ ορδθυηενεξ ζοπκυηδηεξ υηακ ηα οδνμβυκα ημο άκεναηα ακηζηαηαζηαεμφκ ιε θευνζμ (ζζπονυ δθεηηνανκδηζηυ ζημζπείμ): CH3 C CH3 CF3 C CH3 CF3 C CF3 F C F O O O O 1724 cm cm cm cm -1 Δπίζδξ, ημ ίδζμ θαζκυιεκμ ειθακίγεηαζ ηαζ ιε ηα πανα-οπμηαηεζηδιέκα πανάβςβα ηδξ αηεημθαζκυκδξ. Καεχξ δ δθεηηνανκδηζηυηδηα ηδξ μιάδαξ R αολάκεζ, δ απμννυθδζδ ημο ηαναμκοθίμο ιεηαημπίγεηαζ ζε ορδθυηενεξ ζοπκυηδηεξ. R C CH3 O R NH2 OMe CH3 H I, Br NO2 Συχνότητα cm Σμ θαζκυιεκμ πνμηαθείηαζ απυ ηδκ αολακυιεκδ ακζζμηαηακμιή ηςκ δθεηηνμκίςκ ζημ δεζιυ C O. Οζ αθδεΰδεξ H C O απμννμθμφκ βεκζηά cm -1 ορδθυηενα απυ ηζξ ακηίζημζπεξ ηεηυκεξ ηαζ πανμοζζάγμοκ ηα ίδζα δθεηηνμκζηά ηαζ ζογοβζηά θαζκυιεκα. Δπίζδξ, μζ αθδεΰδεξ πανμοζζάγμοκ δφμ αζεεκείξ δμκήζεζξ ηάζδξ ημο C Ζ ζηδκ πενζμπή cm -1. Ζ ειθακζγυιεκδ ηαζκία ζηα 2720 cm -1 εεςνείηαζ παναηηδνζζηζηή αθδετδχκ. Ζ απμννυθδζδ ηαθείηαζ Fermi doublet. ημ ζπήια 4.15 πανμοζζάγεηαζ ημ IR θάζια ηδξ αμοηαθδεΰδδξ ιε απμννμθήζεζξ ζηα 2720 ηαζ ζηα 1730 cm -1 [41]. 109

120 ρήκα Φάζια οπενφενμο ηδξ αμοηαθδεΰδδξ (CΖ3 (CΖ2)2 CΖΟ) ιε ίπκδ κενμφ,ζηα 3300 cm -1 [41]. ρήκα Φάζια οπενφενμο ηδξ έκςζδξ 2-πθςνμαεκγαθδΰδδξ, ιε ηδ δζπθή ημνοθή (Fermi doublet) ζηα 2750 ηαζ 2870 cm -1 [41]. Σα θαξβνμπιηθά νμέα O C OH, ιε ημ αεκγμσηυ μλφ ςξ παναηηδνζζηζηυ πανάδεζβια, ειθακίγμοκ ιζα δζπθή απμννυθδζδ βφνς ζηα cm -1. Όηακ ημ αεκγμσηυ μλφ είκαζ ζε ποηκυ δζάθοια ζοκήεςξ ανίζηεηαζ ζε δζιμνζαηή ιμνθή: O H O C C O H O ηαζ δ απμννυθδζδ ηδξ ηαναμκοθζηήξ μιάδαξ ημο δζιενμφξ ειθακίγεηαζ αηνζαχξ ζηα 1700 cm -1. ε αναζά δζαθφιαηα (10% ιμκμιενήξ ιμνθή) δ απμννυθδζδ ηδξ 110

121 ηαναμκοθζηήξ μιάδαξ ημο ιμκμιενμφξ ειθακίγεηαζ ζηα 1750 cm -1.Ζ απμννυθδζδ ημο ΟΖ ζημ δζιενέξ ιεηαημπίγεηαζ ζηα cm -1, εκχ ζημ ιμκμιενέξ ανίζηεηαζ ζηα 3500 cm -1. Σα ηαναμκζηά μλέα ειθακίγμοκ επίζδξ ζύδεπμε (coupling) ηςκ δμκήζεςκ ηάζδξ ηςκ μιάδςκ C Ο ηαζ Ο Ζ ζηα 1420 ηαζ 1300 cm -1 ηαζ ηάιρδ ηδξ ηφνζαξ δμιήξ βζα ημ ΟΖ ζηα 935 cm -1. ρήκα Φάζια οπενφενμο αεκγμσημφ μλέμξ (ποηκυ δζάθοια ζε CCl4) [41]. O Οζ εζηένεξ C OR ειθακίγμοκ απμννμθήζεζξ ηδξ ηαναμκοθζηήξ μιάδαξ ζε ορδθυηενεξ ζοπκυηδηεξ ζε ζπέζδ ιε ηζξ ηεηυκεξ βζαηί δ μιάδα ΟR απμζηαεενμπμζεί ηδ δυκδζδ ηάζδξ. Έηζζ ζηδκ αηεηυκδ, δ ηαναμκοθζηή μιάδα απμννμθά ζηα 1720 cm -1, εκχ ζημκ ιεεοθεζηένα ημο μλζημφ μλέμξ (CΖ3CΟΟ CΖ3) ζηδκ πενζμπή cm -1. Δπίζδξ, μζ εζηένεξ ειθακίγμοκ ιζα ζζπονή ηαζκία απμννυθδζδξ ζηα cm -1 ηαζ ιία ή πενζζζυηενεξ ηαζκίεξ ζηδκ πενζμπή cm -1, απυ ηδ ζφγεολδ δμκήζεςκ ηάζδξ ηςκ δεζιχκ C Ο ηαζ C C. Οζ ιεεοθεζηένεξ ειθακίγμοκ ηαζκίεξ απμννυθδζδξ ηνζπθήξ ημνοθήξ ζηα 1200 cm Αηζέξεο (C Ο C) Οζ αζεένεξ πανμοζζάγμοκ παναηηδνζζηζηέξ απμννμθήζεζξ ακάθμβα ιε ημκ ανζειυ ηςκ αηυιςκ άκεναηα βφνς απυ ημ μλοβυκμ, πμο μθείθμκηαζ ζηδκ ζζπονή απμννυθδζδ ηδξ αζφιιεηνδξ δυκδζδξ ηάζδξ ηδξ μιάδαξ C Ο C. 111

122 ρήκα Φάζια οπενφενμο ημο ιεεοθμθαζκοθμ αζεένα (ακζζυθδ) [41]. Απυ ημκ ειπεζνζηυ ιμνζαηυ ηφπμ ηδξ έκςζδξ ηαζ απυ ηζξ ζζπονέξ απμννμθήζεζξ ζηα cm -1 βίκεηαζ θακενυ υηζ δ έκςζδ είκαζ ανςιαηζηή. Δπίζδξ, δ δζάηαλδ ηςκ απμννμθήζεςκ ζηδκ πενζμπή cm -1 ηαεζζηά ανηεηά πζεακή ηδκ πανα-οπμηαηάζηαζδ ηαζ μζ απμννμθήζεζξ ζηα 2830 cm -1 ηαζ 1190 cm -1 είκαζ παναηηδνζζηζηέξ ηδξ ιεεμλο-μιάδαξ ( ΟCΖ3). Ζ έκςζδ πμο πνμηφπηεζ είκαζ : CH3O Αιθνόιεο (ROH) θαη θαηλόιεο (C6H5OH) Οζ αθημυθεξ ακαβκςνίγμκηαζ εφημθα απυ ιία εονεία ηαζ ζζπονή απμννυθδζδ ζηα cm -1. Δπίζδξ, πανμοζζάγμοκ απμννμθήζεζξ πμο μθείθμκηαζ ζημοξ δεζιμφξ οδνμβυκμο R O H O R H, βζα δφμ ιυνζα ζηδκ πενζμπή cm -1 ηαζ ζε πμθοιενή ζηδκ πενζμπή cm -1. Οζ αθημυθεξ πανμοζζάγμοκ ζζπονέξ ηαζκίεξ απμννυθδζδξ βζα ηζξ δμκήζεζξ ηάζδξ δεζιμφ C Ο, ακάθμβα ιε ηδκ οπμηαηάζηαζδ: (α) πνςημηαβείξ αθημυθεξ: cm -1. (α) δεοηενμηαβείξ αθημυθεξ: cm -1. (β) ηοηθζηέξ αθημυθεξ: cm

123 ρήκα Φάζια οπενφενμο ηδξ η-πεκηακυθδξ ηαζ ηδξ θαζκυθδξ p-αζεοθμθαζκυθδ [41]. Οζ θαζκυθεξ πανμοζζάγμοκ ηδκ ζζπονή-εονεία απμννυθδζδ ζηδκ πενζμπή cm -1 ηαζ ανηεηέξ απμννμθήζεζξ ζηδκ πενζμπή cm -1. Ζ απμννυθδζδ ζηα 1400 cm -1 είκαζ δυκδζδ ζηνέαθςζδξ Ο Ζ ηαζ ζηα 1000 cm -1 δυκδζδ ηάζδξ ημο δεζιμφ C ΟΖ Ακίλεο, ακίδηα, ληηξίιηα νμέσλ θαη αξσκαηηθά ακηλνμέα (RNH2, CΟNH2, C N, ΦNH2). Ζ πζμ παναηηδνζζηζηή απμννυθδζδ ηςκ πνςημηαβχκ ηαζ δεοηενμηαβχκ αιζκχκ είκαζ δ δυκδζδ ηάζδξ ημο δεζιμφ N H, πμο ειθακίγεηαζ: (α) ζηζξ πνςημηαβείξ αιίκεξ: cm -1 (doublet), (α) ζηζξ δεοηενμηαβείξ αιίκεξ: cm -1 ηαζκία ιε κία θνξπθή (singlet). Ζ απμννυθδζδ απυ ηδ δυκδζδ ηδξ παναιυνθςζδ ημο δεζιμφ N H ζηα cm -1 βζα ηζξ πνςημηαβείξ αιίκεξ ηαζ ζηδκ πενζμπή cm -1 βζα ηζξ δεοηενμηαβείξ. Οζ ανςιαηζηέξ αιίκεξ (π.π. ακζθίκδ) ακαβκςνίγμκηαζ απυ δφμ ηαζκίεξ απμννυθδζδξ ζηδκ πενζμπή cm -1 ηαζ ιία ηαζκία ζηδκ πενζμπή cm -1. Οζ ηνζηαηαβείξ αιίκεξ (R3N) είκαζ πζμ δφζημθμ κα πζζημπμζδεμφκ βζαηί δεκ οπάνπεζ δυκδζδ ηάζδξ ημο N H ή δυκδζδ παναιυνθςζδξ. Οζ αιίκεξ, βεκζηά, ακαβκςνίγμκηαζ εφημθα υηακ ηαηενβαζεμφκ ιε έκα μλφ ηαζ απμιμκςεμφκ ςξ άθαηα. Σμ αιιςκζαηυ άθαξ πμο ζπδιαηίγεηαζ απμννμθά ζηδκ πενζμπή cm -1 [41]. 113

124 ρήκα Φάζια οπενφενμο ηδξ ακζθίκδξ(c6h5nh2) [41]. Ζ δζπθή ηνοθή ζηα cm -1 ζηζξ δεοηενμηαβείξ αιίκεξ ιεηαηνέπεηαζ ζε απθή ημνοθή θυβς εκυξ Ζ. Σμ θάζια οπενφενμο ηδξ ιεεοθμακζθίκδξ ζημ ζπήια ρήκα Φάζια οπενφενμο ηδξ ιεεοθμακζθίκδξ [41]. Σα ακίδηα νμέσλ πανμοζζάγμοκ πανυιμζα θάζιαηα IR ιε ηζξ πνςημηαβείξ αιίκεξ, εηηυξ απυ ηδκ παναηηδνζζηζηή απμννυθδζδ ημο ηαναμκοθίμο πμο ειθακίγεηαζ ζηδκ πενζμπή cm -1. Σα ληηξίιηα νμέσλ πανμοζζάγμοκ ιία ηαζ ιμκαδζηή παναηηδνζζηζηή ηαζκία απμννυθδζδξ ζηδκ πενζμπή cm -1 απυ ηδ δυκδζδ ηάζδξ ημο δεζιμφ C N. 114

125 ρήκα Φάζια οπενφενμο εκυξ ανςιαηζημφ αιζδίμο ( NΖCO ), δζάθοια ζε πθςνμθυνιζμ [41] Ακηλνμέα θαη άιαηά ηνπο. Σα αιζκμλέα ζοκακηχκηαζ ζε ηνεζξ ιμνθέξ: C COO C CHOOH C COO Na NH 3 NH 3 Cl NH 2 Σα εθεφεενα αιζκμλέα παναηηδνίγμκηαζ απυ ηζξ παναηάης απμννμθήζεζξ: (α) ιία ζζπονή πθαηζά ηαζκία ηδξ μιάδαξ ΝΖ3 + ζηα cm -1, (α) ιία αζεεκή ηαζκία ηδξ αζφιιεηνδξ ηάιρδξ ηδξ ΝΖ3 + ζηα cm -1, (β) ιία ζπεηζηά ζζπονή ηαζκία απυ ηδ ζοιιεηνζηή ηάιρδ ηδξ ΝΖ3 + ζηα cm -1. Ζ ζμκζζιέκδ ιμνθή ηδξ ηαναμλοθζηήξ μιάδαξ απμννμθά ζζπονά ζηδκ πενζμπή cm -1 (αζφιιεηνδ δυκδζδ ηάζδξ) ηαζ ιία πζμ αζεεκή ηαζκία ειθακίγεηαζ ζηα 1400 cm -1 (ζοιιεηνζηή δυκδζδ ηάζδξ). Σα οδνμπθςνζηά άθαηα ηςκ αιζκμλέςκ απμννμθμφκ ζηδκ πενζμπή cm -1 (επζηάθορδ NH 3 + ηαζ OH). Δπίζδξ, ζηδκ πενζμπή cm -1 (ζζπονή, ηδξ ) ηαζ ζηδκ πενζμπή cm -1 (ζζπονή απμννυθδζδ ηδξ ηαναμκοθζηήξ μιάδαξ) βζα ηα αιζκμλέα. 115

126 ρήκα Φάζια οπενφενμο ηδξ L-αθακίκδξ, ιε ηζξ παναηηδνζζηζηέξ απμννμθήζεζξ ημο ΟΖ ηαζ ηδξ ΝΖ2 ζηδκ πενζμπή cm -1 ηαζ ημο ηαναμκοθίμο ζηδκ πενζμπή cm -1 [41]. 116

127 Κεφάλαιο 5 Αλάιπζε θαζκάησλ κεηά από ηεζη πνιιαπιώλ θαηαπνλήζεσλ 5.1 Υαξαθηεξηζκόο πιηθώλ Δλαζηίαξ ηδξ βήνακζδξ, δ δμιή αθθάγεζ ιε ημ πνυκμ ηαζ πνμηαθεί πμζηίθεξ αθθδθεπζδνάζεζξ ιε άθθα ιυνζα [42]. Αοηέξ μζ αθθαβέξ ζηδ δμιή πνμζδζμνίζηδηακ πνδζζιμπμζχκηαξ ηδκ ιέεμδμ FTIR [43-45, 46]. H ιμνθμθμβία ηδξ επζθάκεζαξ ηαζ μζ ημπμβναθζηέξ αθθαβέξ ακαθφεδηακ ιε ηδ ιέεμδμ SEM [43, 47]. 5.2 Αλάιπζε FTIR Πνμηεζιέκμο κα ιεθεηδεμφκ μζ αθθαβέξ ζηδ δμιή ηςκ ιμνίςκ ζηδκ επζθάκεζα ημο ιμκςηήνα πνδζζιμπμζήεδηε έκαξ Nikolet, AVATAR 360 FT-IR E.S.P, ιεηαζπδιαηζζιμφ Fourier ιεηνδηήξ θάζιαημξ ιε ελαζεεκδιέκδ μθζηή ακηακάηθαζδ (ΑΣR) ηαζ ημ Golden Gate Single Reflection Diamond.Σμ ιέβεεμξ ηςκ δεζβιάηςκ ηυπδηε πενίπμο 0.3 x 0.3 cm 2 ζε ηάεε άηνμ ορδθήξ ηάζδξ ηάεε ιμκςηήνα. Καεανίζηδηακ ιε ζζμπνμποθζηή αθημυθδ βζα κα δζχλμοκ ηάεε ίπκμξ ιμθοζιαηζημφ ζηνχιαημξ. Σμ πνμξ ελέηαζδ δείβια επζθάκεζαξ ημπμεεηήεδηε ακάιεζα ζημ πζάημ πίεζδξ ηαζ ζημ ηνφζηαθμ. Ζ πίεζδ ζηα δείβιαηα δζαηδνήεδηε ζηαεενή ζηνίαμκηαξ ημκ holder ιέπνζ ημ δείβια κα ηθεζδςεεί. Σα θάζιαηα FTIR δίκμοκ δεδμιέκα βζα ηδκ πανμοζία ηαζ πμζυηδηα πμθοιενχκ αθοζίδςκ ζηδκ επζθάκεζα. Σμ φρμξ ηςκ ημνοθχκ δζαθυνςκ δεζιχκ ημο θάζιαημξ ζοβηνζκυιεκμ ιε ημ θάζια ημο ίδζμο ημο οθζημφ πμο υιςξ δεκ έπεζ πνδζζιμπμζδεεί, πμο είκαζ πανεεκζηυ οθζηυ, είκαζ εκδεζηηζηυ ηδξ οπμαάειζζδξ ηςκ δεζβιάηςκ. Σα θάζιαηα FTIR εθήθεδζακ ηαζ βζα EPSB ηαεχξ ηαζ βζα SIR βεναζιέκεξ επζθάκεζεξ ιμκςηήνςκ ηαζ ζοβηνίεδηακ ιε ηζξ πανεεκζηέξ επζθάκεζεξ βζα ηάεε ενβαζηδνζαηυ πνυκμ έηζζ χζηε κα απμηζιδεεί δ ιεηάααζδ ζηζξ ιμνζαηέξ δμιέξ. Δίκαζ ζδιακηζηυ κα ημκίζμοιε υηζ ηα δείβιαηα δεκ πάνεδηακ απυ πενζμπέξ πάκς ζε ιμκςηήνεξ, υπμο πνμηθήεδηακ αλζμζδιείςηεξ αθθαβέξ. Οζ επζθάκεζεξ ηυζμ ηδξ ορδθήξ ηάζδξ ηαεχξ ηαζ ηδξ παιδθήξ ηάζδξ ακαθφεδηακ αθθά ιυκμ ηα δεδμιέκα ηδξ ορδθήξ ηάζδξ ζογδημφκηαζ. Πμθθέξ ζδιακηζηέξ ημνοθέξ ακαθφεδηακ θαιαάκμκηαξ οπυρδ έκα εφνμξ δμκήζεςκ έπμκηαξ οπυρδ ημ πεδίμ ηςκ ηοιαηανζειχκ. Αοηέξ μζ ημνοθέξ αθμνμφζακ ζοβηεηνζιέκδ δμιή δεζιχκ ααζζζιέκδ ζηδ δζπμθζηή ημοξ ζηζβιή ηαζ ζηδκ ζοββέκεζα ζοβηεηνζιέκςκ ιμνίςκ [38]. Καηυπζκ αοημί μζ δεζιμί πμζμηζημπμζήεδηακ ζοβηνίκμκηαξ ημ φρμξ ηςκ ημνοθχκ ημοξ ζε ζπέζδ ιε αοηυ ημο πανεεκζημφ δείβιαημξ ηαζ έηζζ έβζκε ειθακήξ δ οπμαάειζζδ 117

128 ημο οθζημφ ιεηά απυ 15 ενβαζηδνζαηά πνυκζα επζηαποκυιεκδξ βήνακζδξ. Οζ θεπημιένεζεξ βζα ηα οθζηά ηςκ δφμ ιμκςηήνςκ θαίκμκηαζ παναηάης [48]: EPSB HV δείγκα Οζ γχκεξ ιεηάδμζδξ ηδξ επζθάκεζαξ ημο EPSB ιε ημ FTIR-ATR βζα απνδζζιμπμίδημ δείβια ηαεχξ ηαζ απυ δείβια 5, 10 ηαζ 15 ενβαζηδνζαηχκ εηχκ βήνακζδξ θαίκεηαζ ζηα δζαβνάιιαηα 5.1a-5.1d ζε ηοιαηανζειμφξ ιε εφνμξ απυ cm -1. Γείπκεζ ημοξ ηζκδηζημφξ ιδπακζζιμφξ ηαζ ηδ δοκαιζηή ηςκ ιδπακζζιχκ βήνακζδξ πμο πνμηάθεζακ πνμμδεοηζηέξ αθθαβέξ ζηζξ επζθάκεζεξ ημο ιμκςηήνα ζοβηνζκυιεκμ ιε ημ πανεέκμ οθζηυ. Φαίκεηαζ υηζ ημ θάζια 5 ενβαζηδνζαηχκ εηχκ αημθμφεδζε ημ πανεέκμ οθζηυ ηαζ έπεζ ζπεηζηά θζβυηενεξ αθθαβέξ ζοβηνζκυιεκμ ιε ηα θάζιαηα ηςκ 10 ηαζ 15 ενβαζηδνζαηχκ εηχκ. Ζ ηνδηζδζηή ιμνθή ειθακίζηδηε ιεηά ημ 7 μ ενβαζηδνζαηυ έημξ ηαζ μζ αθθαβέξ ζηδκ επζθάκεζα απεζημκίζηδηακ ζηα ζπεηζηά παιδθά φρδ ηςκ αζπιχκ ηςκ 10 ηαζ 15 ενβαζηδνζαηχκ εηχκ βεναζιέκςκ δεζβιάηςκ ζοβηνζκυιεκα ιε ημ πανεεκζηυ δείβια. ρήκα 5.1 FTIR θαζιαημβνάθδια ημο EPSB. a.πανεεκζηυ οθζηυ b. 5 ενβαζηδνζαηχκ εηχκ c.10 ενβαζηδνζαηχκ εηχκ d. 15 ενβαζηδνζαηχκ εηχκ. Ο άλμκαξ Y ακηζπνμζςπεφεζ ηδκ % ιεηάααζδ ηαζ έπεζ ηδκ ίδζα ηθίιαηα βζα υθα ηα θάζιαηα. Γζα πενζζζυηενεξ θεπημιένεζεξ ακαηνέληε ζημκ πίκαηα 5.1 [48] 118

129 ημκ Πίκαηα 5.1 παναηίεεκηαζ πμζμηζημπμζιέκα ηα φρδ ημνοθχκ απυ 15 ζδιακηζηέξ γχκεξ (πμο ακηζζημζπμφκ ζε 15 δζαθμνεηζημφξ δεζιμφξ ηςκ ιμνίςκ) βζα 5, 10 ηαζ 15 ενβαζηδνζαηά πνυκζα ιαγί ιε ηα πανεέκα οθζηά. Πίλαθαο 5.1 Μεηααμθή ηςκ ορχκ ημνοθήξ ιεηάααζδξ FTIR βζα ιμκςηήνα EPSB [48] Οζ έκημκα δζαπεναηέξ γχκεξ παναηδνήεδηακ ζημοξ ηοιαηανζειμφξ ιεηαλφ cm -1 πμο ακηζζημζπμφκ ζε δμκήζεζξ ηάζδξ δεζιχκ O-H ημο έκοδνμο EPSB. Οζ άθθεξ γχκεξ πμο παναηδνήεδηακ ζηα 2917,2850 ηαζ 1376 cm -1 είκαζ επίζδξ έκημκεξ ζοβηνζκυιεκεξ ιε ημ οπυθμζπμ θάζια. Αοηέξ μζ γχκεξ ακηζζημζπμφκ ζε αζφιιεηνμ CH 2, ζε CH 2 ζοιιεηνζηά (ιεεοθέκζμ) ηαζ ζε CH 3 ζοιιεηνζηά ηαιπηχιεκα πμθοιενή ακηζζημίπςξ. Ζ πανμοζία ηςκ δεζιχκ ιεεοθεκίμο ιαξ δίκεζ ιζα έκδεζλδ υηζ ημ ιίβια EPSB είκαζ έκαξ ημνεζιέκμξ οδνμβμκάκεναηαξ. Ζ έκημκδ γχκδ ζηα 1014 cm -1 ιαξ απμηαθφπηεζ ηδκ πανμοζία ημο πθδνςηζημφ ιέζμο, ηνζέκοδνμ μλείδζμ ημο ανβζθίμο (trihydrate alumina, Al 2 O 3.3H 2 O) ζηδκ επζθάκεζα ημο EPSB ηαζ δ ιείςζδ αοηήξ ηδξ έκηαζδξ ιαξ δίκεζ ιζα ζδέα ηδξ ιείςζδξ ημο πθδνςηζημφ ιέζμο ζηδκ επζθάκεζα. Οζ γχκεξ 7-9, μζ μπμίεξ δεκ θαίκμκηαζ ζημκ πίκαηα ηαζ δεκ είκαζ ιέζα ζε αοηήκ ηδκ πενζμπή είκαζ ζοβηνζηζηά πζμ αζεεκείξ ηαζ ακηζζημζπμφκ ζηδ δζάηαλδ ηςκ ηεηυκςκ, αηεηυκςκ ηαζ εζηένςκ θυβς ηδξ δζαδζηαζίαξ ηδξ θςημ-μλείδςζδξ ημο βεναζιέκμο δείβιαημξ. Ζ πζμ ζδιακηζηή παναηήνδζδ είκαζ δ απχθεζα ημο CH 3, ηδξ οδνμθμαζηήξ ιεεοθζηήξ μιάδαξ, ιέπνζ 80%. Αοηυ ελδβεί ηδκ απχθεζα ηδξ οδνμθμαζηυηδηαξ ημο οθζημφ. Τπάνπεζ απχθεζα ιέπνζ ηαζ 50% ημο οδνμλοθζημφ δεζιμφ OH οπμδδθχκμκηαξ ηδκ θεμνά ημο οθζημφ ιε ηδκ ειθάκζζδ ηνδηζδζηήξ ιμνθήξ. Ζ άθθδ ζδιακηζηή παναηήνδζδ είκαζ δ ιείςζδ ημο φρμοξ ημνοθήξ ημο αζφιιεηνα ηακοζιέκμο CH 3 ζηα 2917 cm -1 ζε πενίπμο 56,80% ηαηά ηδ δζάνηεζα ηδξ πενζυδμο βήνακζδξ, δ μπμία ακηζζημζπεί ζε 119

130 απμννυθδζδ αθηακίμο πμο απμηεθεί ημ ααζζηυ ζηήνζβια ηαζ ςξ εη ημφημο επδνεάγεζ ηζξ ζδζυηδηεξ, θοζζηέξ ηαζ πδιζηέξ, ημο οθζημφ. Δπίζδξ δ ιείςζδ (62,16%) ηδξ ορδθήξ εκηάζεςξ ζοιιεηνζηήξ ηφνηςζδξ ημο δεζιμφ CH 2 ζηα 2850 cm -1 έπεζ ςξ απμηέθεζια ηδκ ελαζεέκζζδ ηςκ δζαηθαδςιέκςκ αθηακίςκ ιαγί ιε ημκ δεζιυ CH 2 κα ηθμκίγεηαζ ζηα 728 cm -1 δίκμκηάξ ιαξ ιζα πθήνδ έκδεζλδ υηζ δ δζαηθάδςζδ πενζέπεζ ιζα ιεεοθζηή μιάδα. Ζ ζοκμθζηή ζδιακηζηή επίπηςζδ ηδξ οπμαάειζζδξ ηδξ επζθάκεζαξ ίζςξ θαίκεηαζ απυ ηδκ ιείςζδ ηαηά 61.59% ημο φρμοξ ημνοθήξ πάκς απυ ηα 15 ενβαζηδνζαηά πνυκζα ηδξ πενζυδμο βήνακζδξ απυ ημ πανεεκζηυ δείβια ζηα 1376 cm -1. Αοηυξ μ ηοιαηανζειυξ πμο ακηζζημζπεί ζημκ ζοιιεηνζηά ηονηςιέκμ CH 3 ιαξ δίκεζ ιζα ζζπονή έκδεζλδ ηδξ απμοζίαξ ηδξ ιεεοθζηήξ μιάδαξ ζημ δείβια. Δπίζδξ αοηή δ ιείςζδ απμδίδεηαζ ζηδκ πανμοζία μλοβυκμο ζημ ιυνζμ. ημ ζπήια 5.2 θαίκεηαζ δ ζφβηνζζδ ημο πανεεκζημφ δείβιαημξ (100%) ζε ζπέζδ ιε ιενζηέξ ζδιακηζηέξ πδιζηέξ μιάδεξ πμο έπαζακ ζδιακηζηά ηα ιυνζά ημοξ ελαζηίαξ ηδξ βήνακζδξ ζε 15 ενβαζηδνζαηά πνυκζα. ρήκα 5.2 Μεηααμθή ηςκ ορχκ ημνοθήξ ηδξ FTIR ακάθοζδξ ιενζηχκ ζδιακηζηχκ πδιζηχκ μιάδςκ ελαζηίαξ ηδξ βήνακζδξ ζε 15 ενβαζηδνζαηά πνυκζα ζοβηνζκυιεκα ιε ημ πανεεκζηυ οθζηυ [48]. 5.3 Αλάιπζε ηεο δηάβξσζεο θξεηηδηθήο κνξθήο Σμ ιέβεεμξ ηδξ δζάανςζδξ ηνδηζδζηήξ ιμνθήξ ζηδκ επζθάκεζα αλζμθμβήεδηε ιε αάζδ ημκ θυβμ ημο φρμοξ ημνοθχκ ζημ FTIR θάζια ημο ATH αθμοιίκα πθδνςηζημφ ιέζμο ζηα 1020 cm -1 πνμξ αοηυ ημο πμθοιενμφξ ζηα 2918 cm -1 ζε ιζα πνμδβμφιεκδ ένεοκα απυ ημκ Blackmore [45]. Αοηυ έβζκε βζα κα πνμζδζμνζζημφκ πμζμηζηά μζ ζπεηζηέξ πμζυηδηεξ ημο πμθοιενμφξ ηαζ ηςκ πθδνςηζηχκ ιέζςκ ηαζ βζα κα επζηεοπεεί ιέηνδζδ δζάανςζδξ ηνδηζδζηήξ ιμνθήξ ζηδκ επζθάκεζα. Ζ ακαθμβία αοηή,ιε ημκ υνμ δείηηδξ ηνδηζδζηήξ ιμνθήξ δυεδηε ςξ, C i = P f / P p (1) 120

131 υπμο C i είκαζ μ δείηηδξ ηνδηζδζηήξ ιμνθήξ, P f είκαζ ημ φρμξ ημνοθήξ ημο πθδνςηζημφ ιέζμο αθμοιίκα (ATH) ζηα 1020 cm -1 ηαζ P p είκαζ ημ φρμξ ημνοθήξ ημο πμθοιενμφξ ζηα 2918 cm -1.Τπμθμβίζαιε ημοξ δείηηεξ ηνδηζδζηήξ δζάανςζδξ ζημ πανεεκζηυ δείβια ηαζ ζηα βεναζιέκα δείβιαηα, πνδζζιμπμζχκηαξ ηα ζπεηζηά ημοξ φρδ ημνοθχκ ζηα 1014 cm -1 βζα ημ πθδνςηζηυ ιέζμ αθμοιίκα ηαζ ζηα 2917 cm -1 βζα ημ πμθοιενέξ βζα αοηή ηδκ ενβαζία. Ο πίκαηαξ 5.2 δείπκεζ ημοξ δείηηεξ ηνδηζδζηήξ ιμνθήξ πμο ανέεδηακ. Γείγκα Γείθηεο θξεηηδηθήο κνξθήο C i Πανεεκζηυ ενβαζηδνζαηχκ εηχκ βεναζιέκμ ενβαζηδνζαηχκ εηχκ βεναζιέκμ ενβαζηδνζαηχκ εηχκ βεναζιέκμ 2.44 Πίλαθαο 5.2 Γείηηεξ ηνδηζδζηήξ ιμνθήξ βζα πανεεκζηυ ηαζ βεναζιέκα EPSB δείβιαηα [48] Ο δείηηδξ C i είκαζ παιδθυηενμξ (1.11) βζα ημ πανεεκζηυ δείβια εκχ είκαζ ιεβαθφηενμξ (2.44) ζημ δείβια ιεηά απυ βήνακζδ 15 ενβαζηδνζαηχκ εηχκ, ζπεδυκ δζπθάζζμξ ζε ζπέζδ ιε ημ πανεεκζηυ δείβια. Σα βεναζιέκα δείβιαηα 5 ηαζ 10 ενβαζηδνζαηχκ εηχκ έπμοκ ακηίζημζπα ηζξ ηζιέξ 1.30 ηαζ οβηνίκμκηαξ ημοξ δείηηεξ ηνδηζδζηήξ ιμνθήξ ημο πανεεκζημφ δείβιαημξ ιε ηα βεναζιέκα δείβιαηα, θαίκεηαζ υηζ ηα βεναζιέκα δείβιαηα έπμοκ ορδθυηενμοξ δείηηεξ ηνδηζδζηήξ ιμνθήξ, οπμδεζηκφμκηαξ υηζ ηα βεναζιέκα δείβιαηα έπμοκ ηαζ ιεβαθφηενδ δζάανςζδ ηνδηζδζηήξ ιμνθήξ. Δπίζδξ, μ δείηηδξ ηνδηζδζηήξ ιμνθήξ βζα 5 ενβαζηδνζαηά πνυκζα (1.30) είκαζ ημκηά ζηδκ ηζιή ημο πανεεκζημφ δείβιαημξ (1.11) ηαζ ημ δείβια αοηυ δεκ πανμοζίαζε δζάανςζδ ηνδηζδζηήξ ιμνθήξ. Οζ ηζιέξ 1.98 ηαζ 2.44 ζηα 10 ηαζ 15 ενβαζηδνζαηά πνυκζα ακηίζημζπα οπμδδθχκμοκ υηζ ίζςξ οπάνπεζ ιία ηζιή ηαηςθθίμο πάκς απυ ηδκ μπμία λεηζκάεζ δ δζάανςζδ ηνδηζδζηήξ ιμνθήξ. Έκαξ οπμθμβζζιυξ ημο C i βζα 6 ενβαζηδνζαηά πνυκζα είκαζ Τπμθμβίζηδηε πςξ είκαζ 2.08 βζα 7 ενβαζηδνζαηά πνυκζα ηαζ 2.28 βζα 8. Απυ ηδ ζηζβιή πμο δ δζάανςζδ ηνδηζδζηήξ ιμνθήξ παναηδνήεδηε μπηζηά ιεηά ηα 7 ενβαζηδνζαηά πνυκζα, ιπμνμφιε κα ζοιπενάκμοιε υηζ ιζα ηζιή ημο δείηηδ ηνδηζδζηήξ ιμνθήξ ημκηά ζημ 2.0 πνέπεζ κα είκαζ ημ ηαηχθθζ βζα ηδκ εηηίκδζδ ηδξ δζάανςζδξ ηνδηζδζηήξ ιμνθήξ ζ αοηή ηδκ πενίπηςζδ. 121

132 5.3.1 Γείγκα SIR- HV Σμ θάζια δζαπεναηυηδηαξ SiR ηαζ ηα φρδ ημνοθχκ απυ 11 ζδιακηζημφξ δεζιμφξ θαίκμκηαζ ζημ ζπήια 5.3 ηαζ ζημκ πίκαηα 5.2 βζα πανεεκζηυ, 5, 10, 15 ενβαζηδνζαηχκ εηχκ βεναζιέκα δείβιαηα. Οζ έκημκα δζαπεναηέξ γχκεξ πμο παναηδνμφκηαζ ζε ηοιαηανζειμφξ ιεηαλφ cm -1 είκαζ μζ δμκήζεζξ ηάζδξ ημο δεζιμφ O-H ημο έκοδνμο πμθοδζιεεοθμζζθμλακίμο. Δπίζδξ δ πανμοζία δυκδζδξ ηάζδξ ημο οδνμλοδίμο ηδξ ζζθακυθδξ (SiOH) ζηα 3392 cm -1 δείπκεζ ηδκ ακηίδναζδ ηδξ αηυθζαξ ζίθζηα(πονζηίμο) ζηδκ αηιμζθαζνζηή οβναζία. Οζ άθθμζ δεζιμί πμο παναηδνήεδηακ ζηα 2962 ηαζ 2915cm -1, μζ μπμίμζ ακηζζημζπμφκ ζημ αζφιιεηνμ CH3, ηαζ ακηίζημζπα ζηζξ δμκήζεζξ ηάζδξ ημο αζφιιεηνμο CH 2 είκαζ επίζδξ έκημκεξ υηακ ζοβηνίκμκηαζ ιε ημ οπυθμζπμ ημο θάζιαημξ. Αοηά δείπκμοκ ηδκ πανμοζία ιζαξ αθοζίδαξ αθηακίμο. Οζ γχκεξ δζαπεναηυηδηαξ ήηακ ζοβηνζηζηά πζμ ζζπονέξ ζε παιδθυηενμοξ ηοιαηανζειμφξ ηςκ 1261cm -1, 1014 cm -1 ηαζ 790 cm -1, ημ μπμίμ ακηζζημζπεί ζηδκ αθελζανυπζα θεζημονβία ημο CH 3 ζημ ιυνζμ Si(CH 3 ), Si-O-Si αζφιιεηνεξ δμκήζεζξ ηάζεζξ ηαζ CH 3, ζπάεζ ζε Si(CH 3 ) 2 ακηζζημίπςξ. Ζ μιάδα ορδθήξ έκηαζδξ ζηα 1261 cm -1 ημο Si-CH 3 δείπκεζ ηδ ζοββέκεζά ηδξ μιάδαξ ιεεοθεκίςκ πμο ζοκδέεηαζ ιε άημιμ ζζθζηυκδξ ηαζ ςξ εη ημφημο οθίζηαηαζ ηζξ ίδζεξ δμκήζεζξ ηάζδξ ηαζ ηάιρδξ ζακ ημ CH 3 κα ζοκδευηακ ιε άημιμ άκεναηα. Δπίζδξ δ έκημκδ γχκδ ζηα 1014 cm -1 ηδξ αζφιιεηνδξ δυκδζδξ ηάζδξ ημο Si-O-Si είκαζ επεζδή δ ζζθζηυκδ ζπδιαηίγεζ πμθζημφξ δεζιμφξ ιε άημια μλοβυκμο ηαζ άκεναηα, ηα μπμία είκαζ ζηδκ ίδζα πδιζηή μζημβέκεζα υπςξ μ άκεναηαξ. Σμ δοκαηυ ζπάζζιμ ημο CH 3 ζηα 790 cm -1 είκαζ ελαζηίαξ ημο αηυιμο ζζθζηυκδξ, ημ μπμίμ έπεζ εκζςιαηςεεί ζε 2 ιεεοθζηέξ μιάδεξ. Γεκζηά, οπήνλε ιζηνή δζαθμνμπμίδζδ ζηδκ πενίμδμ 15 ενβαζηδνζαηχκ εηχκ ζοβηνζηζηά ιε ημ πανεεκζηυ. Παν μθ αοηά, οπήνλακ πενζζζυηενεξ ιεζχζεζξ ζηα φρδ ημνοθχκ ζηδκ πενίπηςζδ 10 ενβαζηδνζαηχκ εηχκ βεναζιέκςκ δεζβιάηςκ ζοβηνζκυιεκα ιε ηα 15 ενβαζηδνζαηά έηδ βεναζιέκα δείβιαηα. Σα 5 ενβαζηδνζαηχκ εηχκ βεναζιέκα δείβιαηα έδεζλακ αθθαβή πανυιμζα ιε αοηή ηςκ 15 ενβαζηδνζαηχκ εηχκ βεναζιέκςκ δεζβιάηςκ. Αοηυ ελδβείηαζ ςξ ελήξ: βζα ηα πνχηα 5 ενβαζηδνζαηά έηδ, ημ οθζηυ ήηακ ακέπαθμ, ηαζ δεκ είπακ παεεί μφηε δ αηεναζυηδηα ημο μφηε δ θεζημονβζηυηδηά ημο. Καζ ανβυηενα, ζε 10 ενβαζηδνζαηά έηδ, ημ οθζηυ είπε ανπίζεζ κα οπμπςνεί, υπςξ απμδεζηκφεηαζ ιε ηδκ ιείςζδ ζηδκ FTIR ηςκ ορχκ ημνοθήξ, ζοβηνζκυιεκμ ιε ημ πανεεκζηυ (ηαζ ιε ημ 5 ενβαζηδνζαηχκ εηχκ βεναζιέκμ δείβια). ημ 15 μ ενβαζηδνζαηυ έημξ, ημ οθζηυ έδεζλε πμθφ ιζηνή αθθαβή ζηα φρδ ημνοθχκ ζηδκ FTIR ζοβηνζκυιεκμ ιε ημ πανεεκζηυ. Αοηυ ιπμνεί κα ζοκέαδ θυβς ηδξ δοκαιζηήξ ηςκ ιμνίςκ (θαζκυιεκμ ακάηηδζδξ) ημο silicone rubber. Γεκ οπήνλε ειθάκζζδ ηνδηζδζηήξ ιμνθήξ ζε αοηυ ημ οθζηυ [48]. οκμθζηά, ημ SIR έδεζλε ιζηνυηενδ ιείςζδ ζηα έκημκα φρδ ημνοθχκ απ υηζ ζηα δείβιαηα EPSB, ηα μπμία έδεζλακ ζδιακηζηέξ ιεζχζεζξ ζημοξ ααζζημφξ ημοξ δεζιμφξ. Αοηυ ένπεηαζ ζε ακηίεεζδ ιε ηα ορδθυηενα νεφιαηα δζαννμήξ πμο παναηδνμφκηαζ ζε πενζπηχζεζξ ζηεβαζιέκςκ SiR ιμκςηήνςκ. 122

133 ρήκα 5.3 Φαζιαημβναθήιαηα FTIR ημο SiR a.πανεεκζηυ οθζηυ b. 5 ενβαζηδνζαηχκ εηχκ c. 10 ενβαζηδνζαηχκ εηχκ d. 15 ενβαζηδνζαηχκ εηχκ. Ο άλμκαξ Y ακηζπνμζςπεφεζ ηδκ % ιεηάααζδ ηαζ έπεζ ηδκ ίδζα ηθίιαηα βζα υθα ηα θάζιαηα. Γζα πενζζζυηενεξ θεπημιένεζεξ ακαηνέληε ζημκ πίκαηα 5.3 [48] Πίλαθαο 5.3 Μεηααμθή ηςκ ορχκ ημνοθήξ ιεηάααζδξ FTIR βζα ιμκςηήνα SIR [48] 123