3.2.4. Высокомолекулярные полимерные изоляционные материалы

Эти материалы состоят из макромолекул, представляющих собой объединение по меньшей мере многих сотен атомных групп. Объединение атомных групп в макромолекулы может существовать в трех формах.

Одномерные группы образуют молекулы в виде более или менее длинных нитей - термопластов. Двумерные группы дают плоские макромолекулы. Трехмерные группы формируют пространственные макромолекулы, и материалы с такими молекулами называют дуропластами.

Формирование групп называют полиреакциями, при этом различают следующие процессы: полимеризацию, поликонденсацию и ступенчатую полимеризацию.

Полимеризация. Этим термином обозначают полиреакции, при которых одинаковые или похожие так называемые мономеры (конструкционные элементы), имеющие двойные химически активные связи, объединяются друг с другом, причем увеличение молекул происходит без образования побочных продуктов.

Благодаря такому цепочечному объединению элементов возникают линейные молекулы. Если полимеризация происходит с участием мономеров одного вида, то ее называют гомополимеризацией. Если же в реакции принимают участие два и более вида мономеров, то речь идет о кополимеризации.

Таблица 2.2

Сводный перечень применяемых в технике высоких напряжений пластмасс

Тип полимеров, реакции	Дуропласты	Термопласты
Полимеризация	Сшитые полиэфирные смолы на основе ненасыщенных полиэфиров.	Полиэтилен (PE), полипропилен (PP), поливинилхлорид (PVC), полистирол (PS), полиацетал (POM) и др.
Поликонденсация	Фенольные смолы (PF), меламинные смолы (MF), алкидные смолы и т.д.	Линейные насыщенные полиэфирные смолы: поликарбонат (PC), нейлон, перлон, полиимиды.
Ступенчатая полимеризация	Эпоксидные смолы (EP), сшитые полиуританы (PUR) и др.	Линейные полиуританы (PUR).

Поликонденсация. В противоположность полимеризации в поликонденсации участвуют неодинаковые мономеры, образующие цепочечные или разветвленные макромолекулы. Мономеры должны иметь две, три и т. д. активные связи. Соединение функциональных групп сопровождается выделением побочных продуктов, таких, как вода, аммиак и др. Эти продукты в процессе полиреакции приводят к образованию пустот, и поэтому материалы, полученные поликонденсацией, могут быть использованы, как правило, при низких напряжениях.

Ступенчатая полимеризация. Это реакция полиприсоединения маломолекулярных элементов с двумя и более связями в вещество с активными атомами водорода путем отдельных, не зависящих друг от друга единичных реакций, при этом объединение групп происходит без образования побочных продуктов, чаще всего за счет смещения атомов водорода. Появляющиеся таким образом материалы обладают высокими диэлектрическими свойствами. Их называют полиаддуктами или продуктами ступенчатой полимеризации.

3.2.5. Эластомеры

К эластомерам относится силиконовая резина. Силиконовая резина - это материал, получаемый путем вулканизации силиконового каучука.

Силиконовый каучук не окисляется, стоек к воздействию озона, света, жиров и хлорированных дифенилов. Пары воды силиконовая резина впитывает лишь при температуре выше 130°С и разрушается только при больших временах воздействия паров. Силиконовая резина набухает в бензине, алифатических углеводородах, в ароматических растворителях и маслах и теряет свою механическую прочность.

Силиконовая резина горячей вулканизации применяется в качестве изоляции жил и оболочек кабелей, используемых в технике связи и электроснабжении, для уплотнений вводов в аппараты с жидкой средой и изготовления изоляции проводов и защитных колпаков распределителей в системах зажигания двигателей внутреннего сгорания. Самоклеящиеся ленты из борсодержащей силиконовой резины используются в качестве изоляции кабелей.

Важнейшей областью применения силиконовой резины в технике высоких напряжений является изготовление подвесных изоляторов для воздушных линий электропередачи, состоящих из стеклотекстолитового стержня, устойчивого к растяжению, и экранов. Расширяется применение силиконовой резины при производстве штепсельных разъемов с регулированием поля для кабелей с пластмассовой изоляцией, работающих при средних напряжениях.

Твердеющие при низкой температуре материалы используются преимущественно для заливки обмоток и изготовления деталей, работающих при повышенных температурах.

Существуют также другие виды эластомеров, такие, как этиленпропилен-кополимеризат (ЕРМ) и фторкаучук.