Использование пластмасс в электротехнике и электронике

Развитие электротехники и электроники потребовало материалов с противоположными электрическими свойствами: проводников и изоляторов. Пластмассы, как правило, используются в качестве электроизоляционных материалов.

Изоляция и оболочка кабелей и низковольтных соединений осуществляются в основном с использованием пластифицированного поливинилхлорида или полиэтилена, которые полностью заменили ранее используемые для этой цели пропитанной бумаги и резины из натурального каучука. Устойчивость к воде и большинству химикатов позволяет прокладку таких кабелей (при напряжениях не более 1 кВ) в зданиях и на земле без дополнительной защиты. В полимеры, используемых в изоляции, в частности, ПВХ часто добавляют средства против грибков и грызунов. Изоляция силовых кабелей среднего напряжения (5-35kV) также чаще всего выполняют из пластика.

Пластики и смолы используются в производстве втулок, трансформаторов и генераторов, в некоторых типах трансформаторов, а также при производстве разъемов и кабельных концах. Электродвигатели и генераторы также нуждаются в изоляции: обмоточных проводах, катушках, изоляции проводов и листов сердечника. Во многих типах двигателей, изоляционные покрытия изготовлены из полиэфирной смолы, фенольных смол, меламина, полиуретана, полиамида, поливинилхлорида, полиамида, эпоксидной смолы, силикона или фторопласта. В большинстве двигателей провода в катушках изолированы хлопком, полиэстером или стеклом. Листы сердечника изолированы бумажными или текстильными прокладками, а обмотки обернуты полосами из этих материалов. Все эти материалы пропитывают лаком/синтетическими смолами. Межфазные изоляционные плиты ламинированные. Для пропитки обмотки чаще всего используется эпоксидная смола. Применение пластиков в электрооборудовании не ограничивается изоляцией, большая часть оборудования изготовлена из пластика.

Из пластиков изготавливают элементы электрических приборов: корпуса, штепсельные розетки, патроны, вилки, выключатели и т.д. В настоящее время то оборудование производится из термопластов, самые дешевые из полистирола и механически более прочного поликарбоната. Также широко используется полипропилен, которые применяют также для изоляции и изготовления корпусов. Выгода использования полипропилена в том, что можно полипропилен вторичный купить. Вторичный полипропилен намного более дешев, при том свойства у него те же. что и у первичного.

В электронике, пластмассы являются основным сырьем. Ряд производителей электронного и электрического оборудования являются также производителем пластика. Для электроники тот факт, что она не материалоёмкая промышленность означало, что ряд полимеров, полученных в небольшом масштабе, впервые нашли свое применение в электронике, и лишь при развитии производства и снижении цен на материалы, их начали использовать в других секторах экономики.

Печатные схемы элементов электронных схем производятся из ламинатов. Первый контур получается путем травления медной фольги, находящейся на пластине из фенол-текстиля. В настоящее время существуют ламинаты из бумаги, хлопка, стекла и смол: фенольных, меламиновых, эпоксидных и медной фольги, а иногда и никеля или специальных сплавов. В зависимости от типа ткани, смолы и толщины получаются ламинаты различной жесткости. Очень тонкие (около 10 нм) печатные платы получают из термопластичной пленки с покрытием из меди. В большинстве из них используются для этой цели полиэфирная пленка (насыщенная), но также можно найти пленки из ПВХ и полиамидов.

Прессуя травленые ламинаты, получают многослойные печатные платы. Двухслойные пленки являются важным сырьем для производства таких основных элементов, как конденсаторы. Полистирольные пленки стали использоваться в конденсаторах в 30-х годах и сегодня они широко распространены, уступая количественно только полиэстерам, термически более устойчивым и более тонким (до 2 нм), но имеющих худшие диэлектрические характеристики. Имея тепловые свойства, аналогичные пленкам из поликарбоната, полиамид даже лучше их. При производстве конденсаторо в применяют также э поксидные составы, полиэфирные, силиконовые и другие.

Электронные компоненты, как правило, очень чувствительны к окружающей среде и механическим повреждениям. Следы примесей, осевших на полупроводниках, изменяют их свойства, поэтому важно их инкапсулировать. Используются для инкапсуляции эпоксидные смолы, полиэфирные, акриловые, полиуретаны и силиконы.

Использование полиэтилена для изоляции телекоммуникационных кабелей в сочетании с покрытием отдельных проводов полистирольной мембраной значительно снижает посторонний шум, улучшая при этом свойства кабеля на разных несущих частотах.

Для изоляции тонких проводов, как правило, используют электрически изолирующие лаки и мантии, последние из того же материала, что и покрытия печатных плат. Обращает на себя внимание тот факт, что погоня за миниатюризации привела к производству труб из полиамида диаметром 0,15 мм.

Монтажные плиты, полосы по связям пластиковых выключателей служат одновременно как конструкционным материалом, так и изоляцией. Для этих целей служат многослойные ткани, фенольные и меламиновые смолы, а в последнее время все больше и больше литьевые термопласты. Для тих целей служат полиамиды, поликарбонат, полиоксиметилен, а также полиамиды наполненные стекловолокном.

Для производства корпусов электронной аппаратуры применяются полиолефины, полистирол, поликарбонат и другие пластики. Это позволяет добиться впечатляющих оттенков и текстур поверхности, что является одним из основных потребительских свойств различных электронных приборов, таких как телефоны, радиоприемники, телевизоры, видеокамеры и т.п.

Для производства параболических антенн, кроме ламинатов, используются пены, как правило, полиуретановые.

Введение

Одним их самых распространенных искусственных, отсутствующих в природе и потому получаемых в процессе химической обработки, материалов являются полимеры, пластмассы, появление которых относится к 20 веку, веку бурного развития новых технологий. Их распространенность, применение обусловлено рядом их специфических свойств, таких как малая плотность при удовлетворительной технологической прочности, высокая химическая коррозионная стойкость, хорошие электроизоляционные свойства и прочее.

Их широкое применение в машиностроении, промышленности позволяет экономить расход дорогих цветных металлов, снижать массу изделий, повышать их долговечность, снизить трудоемкость продукции. Одним из преимуществ является также возможность не разделения процессов изготовления продукции путем совмещения процессов формообразования заготовки и получения готовых деталей. Процесс обработки является высоко автоматизированным, с незначительным уровнем механической доработки.

Классификация пластмасс

Определение пластмасс:

Пластическими массами (пластмассами) называются твердые материалы, которые на определенной стадии изготовления приобретают пластические свойства и в этом состоянии из них могут быть получены изделия заданной формы. Данные материалы представляют собой композиционные вещества, состоящие из связующего вещества, наполнителей, красителей, пластифицирующих и других компонентов.

Классификация пластмасс:

Все пластмассы делятся на