Контрольные вопросы

1. Какие диэлектрики относятся к органическим?

2. Чем полимеризация отличается от поликонденсации?

3. Чем линейные полимеры отличаются от пространственных?

4. Отличие термопластичных материалов от термореактивных.

5. Перечислите способы полимеризации.

6. Какие группы полимеров относятся к синтетическим, полимеризационным?

7. Какие материалы составляют группу полимерных углеводородов?

8. Какие материалы входят в группу фторорганических полимеров?

9. Какие углеводородные полимеры полярны, какие неполярны?

10. Перечислите фторорганические полимеры.

11. Чем по свойствам фторопласт-4 отличается от фторопласта-3?

5.2.2. Поликонденсационные синтетические полимеры

В реакции поликонденсации участвуют не менее двух химичес­ких веществ. В результате образуются полимеры пространственной структуры, из которых получают прочные и теплостойкие термо­реактивные материалы. Продуктами поликонденсации являются: фенолформальдегидные, полиэфирные, эпоксидные и полиамидные смолы.

Фенолформальдегидные смолы

Фенолформальдегидные смолы получают путем поликонденсации фенола в водном растворе формальдегида при температуре 70...90°С в присутствии катализатора (кислоты или щелочи). Они могут быть термореактивными и термопластичными .

Важнейшей особенностью фенолформальдегидных смол является их способность в сочетании с различными наполнителями образовывать фенопласты, которые обладают следующими свойствами: высокая прочность, хорошие электроизоляционные свойства, способность длительное время функционировать при высоких температурах, способность функционировать в любых климатических условиях.

Фенолформальдегидные смолы способны совмещаться со мно­гими полимерами и образовывать сополимеры, которые обладают свойствами фенопласта и всеми положительными качествами со­вмещенного с ним компонента.

Эти смолы подразделяют на резольные и новолачные.

Резольные (бакелитовые) смолы - термореактивные материалы, полярные диэлектрики. Применяются для изготовления таких слоистых пластиков, как текстолит, гетинакс; для композиционных пресс-материаловов (фенопластов); трубок, клеев и других материалов.

Новолаки термопластичны, плавятся при нагревании до температуры 100...120°С; растворяются в спирте, ацетоне и других органических растворителях.Они имеют невысокие электроизоляционные свойства, особенно во влажной атмосфере; низкую стойкость к искровым разрядам.

Применяют для изготовления корпусов приборов, плат, разъемов, различных кнопок и ручек управления радиоаппаратуры, лака и как заменитель шеллака*.

Полиэфирные смолы

Полиэфирные смолы получают в результате реакции поликонденсации различных многоатомных спиртов (гликоля, глицерина и др.) и многоосновных органических кислот (фталевой, малеиновой и др.) или их ангедридов. По физическим свойствам они близки к природным смолам (канифоль, шеллак). Из полиэфирных смол наибольшее распространение получили лавсановая смола, глифталевая смола, поликарбонаты.

Лавсановая смола является термопластичным диэлектриком кристаллического или аморфного строения.

Кристаллический лавсан имеет высокую температуру плавления 265°С; высокую механическую прочность в широком диапазоне температур; хорошие электроизоляционные свойства.

Лавсан кристаллического строения применяют для изготовле­ния волокон, пряжи, тканей, тонких электроизоляционных пленок. Волокна и пленки используют для изоляции проводов и кабелей. Лавсановая конденсаторная пленка обладает высокой электричес­кой прочностью и повышенной нагревостойкостью.

Аморфный лавсан используют при изготовлении эмалирован­ных проводов, при производстве электроизоляционных лаков. Плен­ки лавсановых лаков термореактивны, т.е. не размягчаются при нагревании.

Глифталевые смолы обладают следующими свойствами: высо­кая нагревостойкость, до температуры 130°С, высокая гибкость, достаточно высокая твердость, высокая клеящая способность, ра­створимость в органических растворителях, размягчаются при на­гревании, повышенная гигроскопичность при неполной полимери­зации, стойкость к поверхностным разрядам.

Применяют как основу для клеящих, пропиточных и покрывных лаков, пленки которых стойки к нагретому минеральному маслу; для изготовления пластмасс, клеев.

Поликарбонаты - это полиэфиры угольной кислоты.

Применяют поликарбонаты для изготовления слоистых пласти­ков, компаундов, пленок для изоляции в электрических машинах.

Кремнийорганические смолы

Кремнийорганические полимеры (смолы) с пространственной структурой являются термореактивными.

В промышленности кремнийорганические смолы применяют для изготовления электроизоляционных материалов, таких как стеклотекстолиты, слюдяная изоляция, компаунды, кремнийорганический лак, покрывные эмали, резиностеклоткани и др.

Эпоксидные смолы

В чистом виде эпоксидные смолы представляют собой термопластичные низкоплавкие жидкие материалы.

После добавления отвердителей эпоксидные смолы быстро отвердевают, приобретая пространственное строение. Отвердевшие эпоксидные смолы являются термореактивными и могут образовывать толстый слой монолитной, водонепроницаемой изоляции. В зависимости от типа отвердителя эпоксидные смолы могут отвердевать при комнатной температуре («холодное отвердение») или с использованием нагревания от 80 до 150 °С, а также при атмосферном или повышенном давлении.

Многие эпоксидные смолы токсичны и могут вызывать кожные заболевания, при работе с ними необходимо соблюдать правила техники безопасности. Отвердевшие эпоксидные смолы уже не оказывают на организм человека вредного воздействия.

Полиамиды

Полиамиды - термопластичные полярные диэлектрики с линейной структурой.

Среди полиамидов наиболее распространены капрон и найлон.

Капрон имеет температуру размягчения 215…220°С и приме­няется для получения синтетического волокна, которое по прочно­сти, стойкости к истиранию и гигроскопичности значительно пре­восходит текстильное волокно.

Найлон имеет более высокую температуру размягчения, чем капрон.

Из полиамидов изготавливают также устойчивые к коррозии изолирующие крепежные винты, гайки, шайбы, детали выключателей.

Полиимиды

Полиимиды органические полимеры, которые обладают высокой нагревостойкостью (длительно выдерживают температуру до 300°С, а кратковременно до температуры 500°С); очень высокой холодостойкостью (сохраняют работоспособность до температуры -269°С); хорошими диэлектрическими свойствами.

Полиимидные пленки применяют в конденсаторах, в нагревостойких кабелях, в качестве подложек в микросхемах; полиимидные лаки используют для эмалирования проводов и пропитки катушек, а также в качестве межслойной изоляции в многокристальных боль­ших интегральных схемах.

Полиуретаны

Полиуретаны представляют собой линейные термопластичные материалы, которые после отвердения превращаются в термореактивные полимеры.

Наиболее широкое применение получили пенополиуретаны, обладающие достаточной механической прочностью, хорошими электрическими свойствами, высокой тепло- и звукоизоляцией. Их используют для герметизации малогабаритных приборов, а также для их защиты от вибраций, тепла и механических перегрузок.