Comportamiento dieléctrico de materiales compuestos reforzados con Ground Tire Rubber (GTR)

La masiva fabricación de neumáticos y la dificultad para su eliminación o almacenamiento constituye un grave problema medioambiental. En la actualidad, se utilizan diversos métodos para el reciclaje de neumáticos, como la trituración mecánica, en la que se separa el caucho vulcanizado del acero y las fibras, utilizándose este caucho en numerosas aplicaciones como pavimentos, aislantes, calzados, etc.Con el presente estudio se pretende dar una nueva salida a los neumáticos fuera de uso (GTR), demostrándose su utilidad como dieléctricos. Para ello, se ha combinado GTR con policloruro de vinilo (PVC), obteniendo un material compuesto de matriz polimérica reforzado con GTR. Se ha caracterizado el comportamiento dieléctrico paralas diversas mezclas del PVC con GTR (desde el 0% al 70% de GTR), en un rango de temperaturas que varía desde los 30ºC hasta los 130ºC, y con unas frecuencias desde 1·10-2 Hz, hasta 1·107 Hz. Los ensayos eléctricos han permitido el análisis de la permitividad, la resistividad, el factor de pérdidas dieléctricas y los módulos de relajación (Arrhenius). Se ha comprobado como todas estas propiedades aumentan a bajas temperaturas (30ºC). Asimismo, también se observa que la evolución de estos parámetros varía significativamente en función de la frecuencia y la temperatura

Space Charge Studies on Mid-voltage Cable by Thermally Stimulated Depolarization Currents in the Melting Temperature Range.

In the present work, a XLPE mid-voltage cable from General Cable CO. has been studied by Thermally stimulated depolarization currents. Systematic measurements have been carried out in order to compare the conductive processes in this cable with previous results. Depolarization current as a function of thermal annealing, thermal history, polarizing field and polarizing time and temperature has been obtained. The results show the presence of a broad and complex heteropolar process between 60 and 120°C as expected. Annealing of the sample at temperatures above SOT develops an homopolar contribution associated to chemical components diffused from the cable semiconducting layers into the XLPE bulk. For annealing times of 60min at 140T and 2 days at 90°C, the homoplar current intensity reaches a maximum, decreasing and recovering the heteropolar sign with further annealing. Experiments performed with different polarizing times and temperatures show as well the presence of an homopolar contribution, overlapped to the heteropolar behavior, that increases continuously with polarizing time. These results indicate that conductive processes within the XLPE are probably responsible of homopolar charge injection

Aplicaciones eléctricas del acrilonitrilo butadieno estireno (ABS) reforzado con neumáticos fuera de uso (GTR)

La masiva fabricación de neumáticos, así como su posterior almacenamiento una vez utilizados, constituye un grave problema medioambiental al que se intenta dar salida de diversas formas, entre las que se encuentra el mezclar estos neumáticos fuera de uso (old used tires, GTR) con diferentes polímeros termoplásticos y termoestables. Estas mezclas se realizan variando el tratamiento previo al que se somete el GTR, el grado de desvulcanizado, las condiciones de mezcla o prensado, etc. Posteriormente, se analizan estas mezclas estructural y mecanicamente, buscando posibles aplicaciones industriales para ellas. El presente trabajo, pretende conseguir materiales aptos para la industria eléctrica a partir de la mezcal del Acrilonitrilo butadieno estireno (ABS) reutilizado con neumáticos fuera de uso (GTR), pero partiendo del requisito de unos mínimos costes de reciclado posibles, es decir, utilizando GTR vulcanizado y sin aplicar ningún pretratamiento previo, y en cambio, actuando sobre el tamaño de sus partículas, el cual se puede conseguir con un simple y economico tamizado. Otra novedad que introduce el presente estudio, es el elevado número de compuestos analizados, aparte del profundo analisis a los que se les ha sometido (dieléctrico, mecánico, térmico y de microestructura), obteniendose de cada ensayo una gran cantidad de variables. Los compuestos se obtuvieron tomando como variables los tres tamaños de particula del GTR (p<200μm, 200<p<500μm, y p>500μm), y las siete concentraciones de GTR en la mezcla (0%, 5%, 10%, 20%, 40%, 50% y70%), lo que representa, un total de 21 nuevos compuestos. Aparte, para que los ensayos dieléctricos fueran lo más exhaustivos posibles y mostraran el comportamiento del compuesto en condiciones muy diversas, se consideró un amplio régimen de temperaturas (30ºC hasta 120ºC) así como de frecuencias (1・10  -2 Hz hasta 3・106 Hz). Todos estos datos, han permitido caracterizar con bastante exactitud las propiedades de los nuevos compuestos, y dependiendo de estos resultados, se han buscado posibles aplicaciones eléctricas, con el requisito de que estas debían ajustarse a las Normativas Oficiales

Annealing Effect on the Conductivity of XLPE Insulation in Power Cable

Conductivity () in XLPE insulation of power cables annealed at 90 ºC at temperatures between 50 and 97 ºC has been measured. In all cases there is an initial increase in conductivity that develops a maximum and finally decreases for long annealing times. This maximum appears in the sample annealed 20 days when conductivity is measured at 50 ºC and shifts gradually to higher annealing times up to 40 days when the measurement is performed at 97 ºC. A linear behavior of ln() versus T -1/4 is observed, which implies that the transport mechanism is basically via thermally assisted hopping conduction. Infrared spectroscopy indicates that, during annealing, some chemical species diffuse from the semiconducting shields (SC) into the XLPE. Thermally stimulated depolarization currents technique (TSDC) and intensity-current measurements (I-V) point out as well the presence of this diffusion process that becomes less significant after long annealing times. The initial increase in is explained in terms of the increase in traps density due to the diffusion process from the SC shields. Long term decrease in is justified by the observed decrease of diffusion rate for long annealing times

Propiedades dieléctricas y mecánicas del polietileno de alta densidad (HDPE) reforzado con neumáticos fuera de uso (GTR)

La eliminación o reciclado de los neumáticos utilizados constituye hoy en día un grave problema medioambiental, y aunque se ha avanzado en su estudio, existiendo diversos metodos para su reciclaje como la trituración mecánica, que separa el caucho vulcanizado del acero y las fibras permitiendo su utilización en diversas aplicaciones industriales, el gran volumen de neumáticos hace necesario encontrar nuevas fórmulas que permitan ayudar a la eliminación del excedente de este material de rechazo. En este artículo se propone una nueva forma para el aprovechamiento del neumático reutilizado (GTR), utilizando el polvo de este neumático como refuerzo y el polietileno de alta densidad reciclado (HDPE) como matriz, creando un nuevo compuesto, el cual para ser útil en la industria debe mantener dentro de unos valores aceptables las propiedades dieléctricas y mecánicas del polímero original. Concretamente, el polvo de los neumáticos reutilizados resultado de los procesos industriales de molienda, es separado por tamizado en tres categorías de tamaño de partículas (<200 μm, 200-500μm, y >500 μm), y mezclado con el HDPE en diversas concentraciones (0%, 5%,10%, 20%, 40%, 50% y 70% de GTR) para así determinar su comportamiento mediante los ensayos dieléctricos y mecánicos, realizados en un rango de temperaturas que varía desde los 30ºC hasta los 130ºC, y con unas frecuencias desde 1·10-2 Hz, hasta 1·107 Hz. Mediante los ensayos dieléctricos se han analizado la permitividad, la conductividad, el factor de pérdidas dieléctricas, el modulo dieléctrico etc., mientras que con los ensayos mecánicos de Tracción-Deformación, se han analizado el Modulo de Young, la tensión a la tracción, y la elongación y energía a la rotura

Magnetization Switching of Single Magnetite Nanoparticles Monitored Optically

Magnetic nanomaterials record information as fast as picoseconds in computer memories but retain it for millions of years in ancient rocks. This exceedingly broad range of times is covered by hopping over a potential energy barrier through temperature, ultrafast optical excitation for demagnetization or magnetization manipulation, mechanical stress, or microwaves. As switching depends on nanoparticle size, shape, orientation, and material properties, only single-nanoparticle studies can eliminate ensemble heterogeneity. Here, we push the sensitivity of photothermal magnetic circular dichroism down to individual 20-nm magnetite nanoparticles. Single-particle magnetization curves display superparamagnetic to ferromagnetic behaviors, depending on size, shape, and orientation. Some nanoparticles undergo thermally activated switching on time scales of milliseconds to minutes. Surprisingly, the switching barrier appears to vary in time, leading to dynamical heterogeneity. Our observations will help to identify and eventually control the nanoscale parameters influencing the switching of magnetic nanoparticles, an important step for applications in many fields

Effect of annealing on conductivity in XLPE mid-voltage cable insulation

A new study of the electrical conductivity of crosslinked polyethylene (XLPE) mid-voltage (MV) cable insulation is presented. Its main objective is to show the effect of annealing treatments on MV cables under actual service conditions. Complementary time domain (absorption/resorption currents) and frequency domain (dynamic electrical analysis) techniques are applied on different laboratory samples containing XLPE insulations: sections of XLPE insulated cable (with and without semiconducting screens) in the case of absorption/resorption currents and, in the case of dynamic electrical analysis, a thin ribbon obtained from the cable insulation by mechanical procedures. For annealing temperatures below a certain critical temperature, conductivity decreases both for XLPE cylinders (cable sections from which inner and outer semiconducting screens have been removed) and for real cables (sections of cable with semiconducting screens) but its value is smaller in the case of cables. If the annealing temperature is higher than the critical temperature, the behaviour of conductivity is more complex. In XLPE, cylinders conductivity initially decreases with the annealing time but after some annealing time it begins to increase, it passes over a maximum and eventually it decreases monotonically. In the case of real cable sections, conductivity grows, tending to a saturation value, which is noticeably higher than the corresponding value of the maximum obtained for XLPE cylinders. The experimental results are explained satisfactorily by means of the Mott equation that takes into account hopping conduction assisted both by temperature and electric field

Características dieléctricas de diversos polímeros (PVC, EVA, HDPE, y PP) reforzados con neumáticos fuera de uso (GTR)

La masiva fabricación de neumáticos y la dificultad para su almacenamiento o eliminación constituye un grave problema medioambiental. En la actualidad, se utilizan diversos metodos para el reciclaje de los neumáticos, como por ejemplo la trituración mecánica, que separa el caucho vulcanizado del acero y las fibras, utilizandose este caucho en numerosas aplicaciones industriales como pavimentos, aislantes, calzados, etc. El presente artículo se centra en buscar una nueva aplicación para estos neumáaticos reutilizados (GTR), y para ello, se ha mezclado el polvo de los neumáticos con diferentes polímeros termoplásticos como son el Policloruro de Vinilo (PVC), el Polietileno de Alta Densidad (HDPE), el Etileno Acetato de Vinilo (EVA) y el Polipropileno (PP), comprobando hasta que valores de concentracion en GTR admitenestos nuevos compuestos manteniendo dentro de unos valores aceptables sus propiedades dielectricas, y por tanto, sus posibles aplicaciones industriales en la fabricación de aislantes para cables eléctricos. Concretamente, el polvo de los neumáticos reutilizados y con un tamaño de partícula inferior a 200 μm, ha sido mezclado con los polímeros con cuatro concentraciones diferentes, 5%, 10%, 20% y 50% en GTR para asi determinar su comportamiento mediante los ensayos dieléctricos realizados en un rango de temperaturas que varia desde los 30oC hasta los 120oC, y con unas frecuencias entre 1・10  -2 Hz, hasta 3・10  6Hz, analizandose la conductividad, la permitividad, el factor de perdidas dieléctricas, las relajaciones, etc. Finalmente, las superficies de fractura de las muestras compuestas han sido evaluadas por microscopía electronicade barrido (SEM)

Giant coronary aneurysms producing chest pain.

Coronary artery aneurysms (CAA) are defined as localized coronary artery dilations more than 1.5 times the diameter of the adjacent segments [1]. Giant coronary aneurysms (GCAA) are unusual and aneurysms on the left side are even rarer. Mechanisms are unclear, but seem predominated by atherosclerosis. Until now, management of giant coronary aneurysm is still unclear. A 62-year-old man, presented a 4-month history of progressive chest pain aggravated by physical CAAs: 3 on the right coronary artery (RCA), including a giant one, and one on the intermediate branch. Intraoperatively, we found two proximal RCA CAAs of 2 cm each, a 6 cm distal RCA CAA partially thrombosed, and a 3 cm CAA on the intermediate branch. The two largest CAAs were resected and two saphenous graft bypasses were performed. Treatment options include medical treatment (antiaggregation, anticoagulation), percutaneous coronary angioplasty and surgery. Results of observational or conservative management in the few cases of GCAA described in literature, appear to have poor results. Surgery is a good option with low operative risk, especially in giant coronary aneurysms