Нзначение и состав пластмасс

Лекция 5. Пластмассы, лаки и компаунды

Содержание лекции:

- назначение и состав пластмасс;

- назначение и состав лаков, эмалей и компаундов.

Цели лекции:

- изучение пластмасс;

- изучение лаков, эмалей и компаундов.

Пластмассы представляют собой твердые материалы, которые на определенной стадии производства приобретают свойство эластического те-чения. В результате этого из пластмасс могут быть получены литые или пре-ссованные изделия заданной формы. Многие из пластмасс являются многокомпонентными материалами, состоящими из связующего вещества, наполнителей, отвердителей, красителей, порообразователей и др. Отдельные виды пластмасс представляют собой чистые полимеры (полистирол, полиэти-лен), которые называются незаполненными пластмассами.

Связующие – термопластичные или термореактивные полимеры или олигомеры, которые предназначены для пропитки и обволакивания наполни- телей и монолитного соединения компонентов в пластмассовом изделии.

Наполнители – химически инертные вещества, не вступающие в реак-цию со связующими веществами. Они служат для повышения механической прочности и уменьшения объемной усадки изготовляемых пластмассовых из- делий. Волокнистые наполнители (стеклянные, асбестовые и хлопковые волокна) повышают механическую прочность пластмасс. Неорганические на- полнители (кварцевый и слюдяной порошки, стекловолокно) повышают их нагревостойкость. В пластмассах содержится 40 – 60% наполнителей.

Пластификаторы – густые маслообразные синтетические жидкости, вводимые в пластмассы для снижения хрупкости.

Стабилизаторы – вещества, вводимые в пластмассы для повышения стойкости к свету и нагреву.

Порообразователи – вещества, создающие пористую структуру в газо- наполненных пластмассовых изделиях.

Исходными материалами для изготовления пластмассовых изделий яв- ляются пресс-порошки, содержащие все компоненты пластмасс. Методом го- рячего или холодного прессования в стальных пресс-формах из пресс-по-рошков изготавливают пластмассовые изделия. Для обеспечения высоких электрических характеристик изделия должны подвергаться тепловой обработке в течение нескольких часов.

Наиболее высокой нагревостойкостью (180-220°С) обладают изделия на основе кремнийорганических связующих веществ и минеральных напол-нителей (молотый кварц, стеклянное волокно).

Если в качестве связующего вещества взять полимер с наивысшим уровнем электрических характеристик (полистирол, полиэтилен), при введении в него 40-60% наполнителя, красителя и других компонентов элек-трические характеристики полимера заметно ухудшаются.

Слоистые пластмассы (гетинакс, текстолит, стеклотекстолит) представляют собой диэлектрики слоистой структуры, состоящие из чере-дующихся слоев листовых наполнителей (бумага, ткань или стеклоткань) и связующего вещества. Эти материалы называют слоистыми пластиками.

В гетинаксе наполнителем являются листы бумаги толщиной 0,1 мм, пропитанные одним из бакелитовых спиртовых лаков на основе фенолформ- альдегидного или других бакелитовых олигомеров. Листы бумаги собирают в пакеты, соответствующие толщине прессуемого гетинакса. Собранные паке-ты повергают горячему прессованию, в процессе которого отдельные листы соединяются связующим веществом, образуя монолитный материал. Разные сорта гетинакса выпускают в виде листов толщиной 0,2 – 4 мм и площадью от 550х700 до 980х1430 мм.

Текстолит отличается от гетинакса тем, что наполнителем в нем являются не листы бумаги, а хлопчатобумажная ткань. Для радио-технических сортов текстолита применяют тонкую хлопчатобумажную или капроновую ткань. В качестве связующего вещества в текстолите применяют одну из ба- келитовых смол. Текстолит выпускают в виде листов толщиной 0,5 – 8 мм (марка ВЧ) и площадью от 450х600 до 750х1000 мм, а также в виде трубок и стержней с внешним диаметром 6 – 60 мм.

Электрические характеристики текстолита несколько ниже, чем гетина- кса, но сопротивление расслоению и ударная вязкость выше. По нагрево-стойкости гетинакс и текстолит относятся к классу А (105°С).

Стеклотекстолит – слоистая пластмасса, наполнителем в которой является стеклоткань толщиной 0,06 мм. В качестве связующих веществ в нагревостойких стеклотекстолитах применяют кремнийорганические смолы. Стеклотекстолит выпускают толщиной 0,5 – 30 мм в листах площадью от 450х600 до 980х1480 мм. Все слоистые электроизоляционные пластмассы представляют собой монолитные, механически прочные материалы с хорошими электрическими характеристиками (таблица 5.1).

Слоистые пластики изготовляют путем наклеивания медной фольги толщиной 0,03 – 0,05 мм на одну или обе поверхности слоистого пластика с помощью клея (БФ-4 и др.) горячим прессованием.

Газонаполненные пластмассы представляют собой совокупность мельчайших ячеек, образованных вспененным полимером и заполненных во-здухом. Такие электроизоляционные композиции обладают малыми ε_r и ρ _V и

Электрические характеристики пластмасс Таблица 5.1

Характеристика	Единица измерения	Гетинакс	Текстолит	Стеклоте- кстолит
Удельное объемное сопротивление	Ом·м	1010÷1012	109÷1010	1010÷1012
Диэлектрическая проницаемость	Отн. ед	5 – 7	6 – 7	5 - 6
Тангенс угла диэлектрических потерь (при частоте 106Гц)	Отн. ед	0,015 – 0,03	0,03 – 0,05	0,01 –0,02
Допустимая температура припоя	°С
Интервал рабочих температур	°С	-60÷ +85	-60÷ +70	-60÷ +100
Водопоглощаемость	%	3 - 4	4 - 5	0,5 - 1

являются радиопрозрачными материалами. Газонаполненные пластмассы, со- стоящие из ячеек, изолированных друг от друга, называются пенопластами. Это легкие материалы, оформляемые в различного рода конструкции: излу-чатели, обтекатели антенн и др. В РЭА наибольшее применение имеют пено-пласты на основе полистирола и кремнийорганических полимеров. Поли-стирольные пенопласты обладают высокими электрическими характеристиками: ρ _V ≈ 10¹³÷10¹⁵ Ом·м; ε_r = 1,1÷1,4; tgδ = 0,0006÷0,00012. При контакте с металлическими частями конструкций РЭА полистирольные пенопласты не вызывают коррозии последних даже во влажной атмосфере.

Недостатком полистирольных пенопластов является сравнительно низкая теплостойкость (65 - 70°С). этого недостатка нет у кремнийор-ганических пенопластов, теплостойкость которых 180 - 200°С.