Опорный конспект темы «Полимеризационные диэлектрики. Поликонденсационные диэлектрики.»

Поликонденсация - это процесс соединения нескольких исходных веществ в большие молекулы высокополимерного вещества. Реакция поликонденсации протекает в несколько этапов. Диэлектрики, полученные в результате реакции поликонденсации, обладают пониженными электроизоляционными свойствами по сравнению с диэлектриками, полученными в результате полимеризации. Это происходит из-за наличия в поликонденсационных диэлектриках побочных веществ - воды и кислот, которые увеличивают электропроводность материала.

Полимеризация - процесс соединения молекул исходного вещества в большие молекулы высокополимерного вещества без изменения его электронного состава.

Основные полимеризационные вещества:

Полистирол - в начальной стадии - чистая прозрачная жидкость, которую разливают в подогретые стеклянные формы, в которых процесс полимеризации заканчивается. Полистирол получают в виде порошка, гранул, пластин, в результате полимеризации исходного вещества - стирола, если в него ввести перекись бензоила и при нагреве смеси до температуры 110°С начинается реакция полимеризации. В результате которой молекулы стирола соединяются друг с другом образуя большую молекулу высокополимерного вещества - полистирола.

Полистирол - термопластичный диэлектрик, размягчается при температуре 110 - 120 °С, растворяется в бензоле, толуоле, ксилоне. Из него изготовляют каркасы катушек, изоляционные панели, основания, изоляторы для приборов.

Основной недостаток изделий из полистирола - хрупкость и склонность к растрескиванию. Для устранения этого выпускают упрочнённые полистиролы. У них повышенная ударная вязкость и более высокая диэлектрическая проницаемость.

Полиэтилен - твёрдый непрозрачный материал белого или серо-белого цвета, несколько жирный на ощупь. Получают из газа этилена посредством его полимеризации под давлением. Полиэтилен бывает: высокого, среднего и низкого давления (ВД,СД,НД). ВД получают под давлением 1500 • 10⁵Па при температуре 180 - 200°С, НД - (1-5)10⁵ Па при температуре 60°С, СД - 30 • 10⁵Па при температуре 130 - 140°С. Полиэтилен низкого и среднего давления отличается механической прочностью и плотностью, они пластичны и выпускаются в виде гранул. Затем из них литьём под давлением, горячим прессованием получают изделия. Из твёрдых сортов полиэтилена (СД.НД) изготовляют корпуса катушек, платы. Из ВД полиэтилена - электроизоляционные полупрозрачные плёнки различной толщины.

Основные недостатки полиэтилена - невысокая теплостойкость (55 - 60°С) и склонность к растрескиванию. Для устранения этого полиэтилен подвергают вулканизации с введением в него органических соединений или воздействием на него ионизирующего облучения (потока электронов). Из полиэтилена изготавливают изоляцию кабелей, проводов.

Поливинилхлорид - (полихлорвинил) - это порошок белого цвета, из которого изготовляют горячим прессованием механически прочные изделия (платы, трубы, и т.д.) стойкие к маслам, растворителям, кислотам, щелочам.

Горячим прессованием порошкообразного поливинилхлорида получают твёрдый жёсткий материал – винипласт в виде листов, пластин, труб и стержней. Он химически стоек к минеральным маслам, щелочам и разбавленным кислотам, имеет хорошие электроизоляционные и механические свойства. Легко формуется при температуре 150 -160 °С, поддается всем видам механической обработки.

Поливинилхлоридый пластикат - гибкий рулонный материал, получают из порошка поливинилхлорида смешанного с пластификаторами (густыми маслообразными жидкостями). Применяется в качестве изоляции монтажных проводов, защитных оболочек шлангов. Обычно окрашен, в различные цвета с помощью красителей. Без красителей - прозрачный, желтоватого оттенка. Красители вводятся в пластикат с целью защиты материала от светового старения, а также для распознавания проводов при монтаже. Из поливинилхлоридного пластиката изготовляют гибкие изоляционные трубки, линкую изоляционную ленту. Характерной особенностью поливинилхлоридных материалов является то, что, будучи вынесены из пламени, они прекращают свое горение.

Полиформальдегид - твёрдый термопластичный диэлектрик, полученный в результате полимеризации газообразного формальдегида. Обладает повышенной твёрдостью, большой стойкостью к старению и обладает малым коэффициентом трения. Довольно широкий интервал рабочих температур (от —55 до 100°С), влагостойкость, химическая стойкость, стойкость к искровым разрядам и хорошие электриче­ские характеристики обеспечивают широкую область применения полиформальдегида в качестве электроизо­ляционного материала. Из него изготавливают зубчатые колёса, червячные передачи, изоляционные основания (платы), каркасы катушек.

Органическое стекло - (полиметилметакрилат) высокополимерный термопластичный прозрачный материал. Выпускается в виде листов и виде порошка. Исходный материал для получения -- метилметакрилат (жидкое вещество), в него вводят перекись бензоила и пластификаторы. Органическое стекло устойчиво к разбавленным кислотам и щелочам, а также к бензину и минеральным маслам. Оно растворяется в ароматических углеводородах (хлорбензоле, толуоле, ксилоле), хлорированных (хлорбензоле, трихлорбензоле и др) и некоторых других растворителях.

Капрон - твёрдый материал белого или светло-жёлтого цвет. Получают в результате полимеризации капролактана. Полученный полимер - капрон выдавливают виде ленты, которую омывают проточной водой, для отмывания низкомолекулярных веществ. Затем капрон дробят и снова промывают теплой водой, а затем сушат. Хранят капрон в резиновых мешках, т.к. он гигроскопичен. Капроновое волокно применяется в качестве изоляционного материала оболочки проводов. Капроновое волокно обладает малой массой, большой механической прочностью и повышен­ным сопротивлением истиранию. Оно применяется в ка­честве изоляции обмоточных и некоторых типов монтаж­ных проводов, а также в качестве основы электроизоля­ционных лакированных тканей.