Файл: 111111100010010010.docx

ε = 3–3.5; tgδ=0.002 – 0.02; ρ_v=10¹⁴ – 10¹⁶ Ом_*см.

Теплостойкость - 250˚С, морозостойкость - -100˚С. Применяется для изготовления подложек гибридных интегральных схем, как конструкционный материал. Плёнки лавсана используются как изоляционные при изготовлении трансформаторов, конденсаторов.

Эфиры и этролы целлюлозы

Целлюлоза – растительные высокомолекулярные соединения (хлопок, дерево и.т.д.). Структурная формула ветвистая, химическая формула:

[C₂H₁₀O₅ ]n, где n = 1000–2000. Так как структурная формула содержит группу (OH), целлюлоза очень гигроскопична. При соответствующей обработке целлюлозы получаются её эфиры. При обработке спиртами получаются простые эфиры, кислотами – сложные: нитроцеллюлоза ((ОН) заменяется на (NO₂)), ацетилцеллюлоза, этилцеллюлоза, триацетатцеллюлоза.

Электрические свойства:

ε= 3 – 5; tgδ=10^-2 – 10^-3; ρ_v =10¹⁰ – 10¹⁴ Ом_*см; Е_пр3.

Эфиры целлюлозы используются для получения волокон (вискозные, ацетатные, штапельные), плёнок (кино, фото, целлофан), пластиков, лаков (растворяют эфиры в ацетоне).

На основе эфиров целлюлозы получают этролы целлюлозы путём смешивания эфиров с пластификаторами, наполнителями, стабилизаторами, красителями. Этролы допускают переработку методом горячего и холодного литья, прессовку. Их недостатки - низкая теплостойкость (30 - 50˚С), склонность к возгоранию.

8. Полярные низкочастотные полимеры

8.1. Термореактивные смолы

Фенолоформальдегидные смолы получают путём реакции поликонденсации между фенолом и формалином, делятся на две группы: новолачную и резольную.

Новолачная смола получается при избытке фенола и кислом катализаторе. Образуется смола и вода как побочный продукт.

Новолачная смола термопластична, называется идитолом. Она растворяется в спирте, ацетоне.

Применяется для изготовления лаков, пластмасс. Для перевода её в термореактивное состояние в неё добавляется уротропин.

Резольная смола получается при равенстве концентраций фенола и формалина и щелочном катализаторе (аммиак). После варки кроме воды получается смола в стадии А - резол (низкомолекулярное соединение). Он термопластичен, плавится при нагревании, растворяется в растворителях. Если резол прогреть в течение 6 -7 часов при t = 60 - 70°С, получается смола в стадии Б - резитол (высокомолекулярное соединение). Резитол не плавится, но размягчается при нагреве и не растворяется в растворителях. При нагреве резитола в течение 4-5 часов при t = 80°С с повышением до 140°С и повышенном давлении получается смола в стадии С - резит. Резит не плавится при нагревании и не размягчается. Фенолоформальдегидная смола называется бакелитом. Бакелит в стадии С малоэластичен, влагостойкость низкая.

Смола в стадии А используется для пропитки бумаги, ткани, стекловолокна, с целью получения после перевода смолы в стадии Б и С гетинакса, текстолита, стеклотекстолита. Выпускаются такие пресспорошки, содержащие кроме резола наполнители (мел, древесные стружки и т.д.). Из пресспорошков изготавливаются фенопласты.

Все эти материалы имеют следующие электрические свойства:

ε= 4 – 6; tgδ=0,1 – 0,01; ρ_v =10¹¹ – 10¹² Ом_*см; Е_пр=12 – 16.

При замене фенола анилином C₆H₅(NH₂) получают анилиноформальдегидную смолу. Полярные свойства этой смолы выражены слабее (ε= 3,6 – 4,5; tgδ=0,002). При реакции формальдегида с карбамидом (NH₂)₂CO получается карбамидоформальдегидная смола. При реакции формальдегида с меланином C₃H₆N₆ получается меланино-формальдегидная смола. Эти смолы обладают высокой клейкостью и используются для изготовления клеев, лаков. Две последние смолы используются для изготовления аминопластов.

Глифталевая смола получается реакцией поликонденсации между глицерином и фталевым ангидридом. Смола в стадии А растворяется в ацетоне, спирте, бензине, обладает высокой клейкостью. Переход в стадию С происходит при более высокой температуре и в течение большего времени по сравнению с фенолоформальдегидной смолой. Глифталевая смола более эластична, имеет лучшие электрические характеристики. Она стойка к тепловому старению, используется для изготовления миканитов, текстолитов, гетинаксов.

Эпоксидные смолы образуются в результате реакции поликонденсации многоатомных фенолов и соединений, содержащих эпоксидную группу:

Многоатомные фенолы: резорцин, гидрохинон, пирокатехин, салигенин, диоксидифенилпропан, диоксидифенилсульфон, новолачная и резольная смолы, крахмал, полисахариды и другие. Соединения, содержащие эпоксидную группу: эпихлоргидрин глицерина, бутадиендиоксид, диглицидный эфир глицерина, дихлоргидрин глицерина и другие.

Чаще всего применяется диоксидифенилпропан и эпихлоргидрин глицерина - диановые смолы. Реакция происходит в растворе едкого натрия. В зависимости от соотношения компонент, смолы могут быть жидкими и твёрдыми; цвета от прозрачного до темно - коричневого. Широкое применение получили смолы ЭД-5 и ЭД-6.

Эпоксидные смолы токсичны, вызывают кожные заболевания. Они обладают высокой клейкостью, эластичностью, химически стойки, растворяются в ацетоне. Эти смолы растворяют лакоткани, кембриковые трубки. Чаще используют не смолы, а компаунды на их основе, содержащие сами смолы, отвердитель, катализаторы, пластификаторы. В качестве отвердителя применяют амины и ангидриды кислот (гексаметилдиамин, метафенилдиамин, малеиновый и фталевый ангидриды). В случае применения аминов затвердевание происходит без нагрева, ангидридов – при нагревании до t > 100°С. Катализатор ускоряет процесс отвердевания. Наполнитель повышает механическую прочность компаунда (кварцевая и слюдяная мука, керамика и т.д.), уменьшает усадку при отвердевании, коэффициент линейного расширения, улучшает теплопроводность, снижает горючесть. Пластификатор увеличивает эластичность компаундов (трикрезилфосфат, дибутилфталат и др.), уменьшает хрупкость, повышает стойкость к тепловым ударам.

ε= 3,7 – 6; tgδ=(0,1 – 0,4)_*10^-4; ρ_v =10¹⁵ – 10¹⁷ Ом_*см; Е_пр=25 – 30.

Эпоксидные компаунды обладают высокой адгезией (сцеплением) к металлам, дереву, пластмассам, высокой механической прочностью, водостойкостью. Эпоксидные клеи склеивают металлы, стекло, фарфор, керамику, пластмассы.

8.2. Низкочастотные термореактивные композиционные пластмассы

Пластмассы делятся на простые и композиционные. Простые пластмассы состоят только из смол, композиционные кроме смолы содержат наполнитель, пластификатор, краситель. Свойства композиционных пластмасс обуславливаются как свойствами смолы (связующего вещества), так и свойствами наполнителя.

Фенопласты получаются прессованием или литьём под давлением пресспорошков из бакелитовых или новолачных фенолоформальдегидных смол, из крезольно-формальдегидных смол или их смеси. Пресспорошки выпускаются 54-х марок, которые делятся на 7 групп от общего назначения до особого назначения. Электроизоляционные пресспорошки марок К-21- 22, К-211-3, К-221-34 и других имеют в качестве наполнителя молотую слюду, кварц. Применяются для изготовления штепсельных вилок, выключателей, розеток, корпусов телефонов. Изделия из фенопласта называют карбалитовыми изделиями.

Аминопласты (карбамидные пластины) изготавливают из мочевино -формальдегидной смолы или меламино-формальдегидной смолы.

Наполнители - сульфатная целлюлоза, асбест. Выпускаются различных цветов, применяются для изготовления декоративных изделий, бытовой техники, пищевой посуды. Выпускаются марки ВЭН-11, ВЭН-12, допускающие холодное прессование, а также другие. Разновидностью аминопластов является микора – отвердевшая пена мочевино -формальдегидной смолы, содержащая огнезащитные соли (белого цвета). Выпускается в виде пластин, блоков для теплоизоляции.

Слоистые пластины в качестве связующего материала содержат фенолоформальдегидную, эпоксидную, кремнийорганическую смолы, в качестве наполнителя служит бумага, хлопчатобумажные и синтетические ткани, асбестовое волокно. Основные слоистые пластины - это гетинакс, текстолит, стеклотекстолит, асботекстолит, древесные слоистые пластины. Гетинакс изготавливается методом горячего прессования бумаги, пропитанной смолой. Выпускается фольгированный и декоративный гетинакс. Текстолит изготавливается так же, но наполнителем содержит ткань. Текстолит более прочен, чем гетинакс. Стеклотекстолит может использоваться на высоких частотах. Если в качестве наполнителя используется стекловолокно, материал называется стекловолокнитом.

8.3. Пенопласты и поропласты

Пенопластами и поропластами называют пластмассы с газовоздушным наполнителем. Пенопласт содержит не связанные друг с другом пузырьки, а поропласты имеют поры, пропускающие воздух от одной поверхности к другой. Широко используются пенопласты и поропласты на основе полистирола, фенолоформальдегидной смолы, каучука, полихлорвинила, кремнийорганических смол, полиуретана, эпоксидной смолы.