Твердеющие диэлектрики. Лаки, эмали, компаунды
Лаки представляют собой коллоидные растворы каких-либо пленкообразных веществ в специально подобранных органических растворителях.
Эмали — это прочные стеклообразные покрытия, наносимые на поверхность изделия электрохимическим способом. Их изготовляют из специальных легкоплавких цветных стекол с добавлением различных пигментов и вспомогательных веществ (оксидов марганца, кобальта, никеля, сурьмы и др.), регулирующих химические процессы.
Компаунды — это электроизоляционные составы, изготовляемые из нескольких исходных веществ (смол, битумов).
Выполните задания
4.22. Определите тип лака по следующему описанию: «Этот лак применяют для создания на поверхности уже пропитанных обмоток влагостойких или маслостойких лаковых покрытий».
4.23. Заполните табл. 4.5.
Таблица 4.5 - Области применения
| Компаунды | Область применения |
| Пропиточные | |
| Заливочные | |
| Обмоточные |
Ответьте на вопросы
4.24. Какой материал используют для разбавления загустевших лаков?
4.25. Какие требования предъявляют к клеящим лакам?
4.26. Что такое адгезия?
4.27. Каковы особенности эмалей на эпоксидных лаках?
4.28. Каковы основные преимущества лаков печной сушки?
4.29. В чем заключается основное преимущество термореактивных компаундов?
4.30. Какие вещества вводят в эпоксидные компаунды для повышения коэффициента теплопроводности и улучшения их механических характеристик?
Выберите правильный ответ
4.31. Веществами, придающими лаковой пленке эластичность, являются:
A. Сиккативы; B. Разбавители;
C. Пластификаторы; D. Коллоидные растворы.
4.32. Для ускорения высыхания лаков в них вводят:
A. Сиккативы; B. Разбавители;
C. Пластификаторы; D. Коллоидные растворы.
4.33. У лаков воздушной сушки, отвердение пленки происходит:
A. При комнатной температуре;
B. При температуре, значительно превышающей комнатную;
C. При условии, не указанном в предыдущих ответах.
4.34. Электроизоляционные эмали представляют собой лаки, в которые введены следующие мелкораздробленные вещества:
A. Пигменты; B. Сиккативы;
C. Пластификаторы; D. Бензолы.
4.35. Электроизоляционные эмали являются материалами:
A. Покровными; B. Пропиточными;
C. Клеящими.
4.36. Широко применяемые электроизоляционные эмали на основе кремнийорганических лаков отличаются:
A. Высокой нагревостойкостью (180...200 °С);
B. Высокой холодостойкостью (-100 °С);
C. Низкой нагревостойкостью (до 60 °С);
D. Широким диапазоном рабочих температур (от -100 до 100 °С).
4.37. В отличие от лаков и эмалей компаунды не содержат:
A. Летучих растворителей; B. Пластификаторов;
C. Разбавителей; D. Всех перечисленных веществ.
4.38. Кремнийорганические компаунды могут работать в интервале температур:
A. От 0 до 100 °С; B. От-60 до 100 °С;
C. От-60 до 100 °С; D. От-60 до 200 °С.
4.39. Для уменьшения хрупкости эпоксидных компаундов в них вводят:
A. Пластификаторы; B. Сиккативы;
C. Разбавители; D. Ксилол.
4.40. Для пропитки обмоток электрических машин битумный пропиточный компаунд разогревают до температуры:
А. 70°С; B. 10°С; C. 150°С; D. 160.. 170 °С.
Пластические массы
Пластические массы {пластмассы) представляют собой изделия, получаемые из прессовочных порошков, которые под воздействием нагревания и давления размягчаются и приобретают свойства пластического течения.
Выполните задание
4.41. Перечислите связующие вещества, из которых состоят пластмассы.
Выберите правильный ответ
4.42. Порошкообразными или волокнистыми веществами, позволяющими повысить механическую прочность и уменьшить объемную усадку изготовленных пластмассовых изделий, являются:
A. Наполнители; B. Пластификаторы;
C. Стабилизаторы; D. Отвердители.
4.43. Густыми маслообразными синтетическими жидкостями, вводимыми в пластмассы для понижения их хрупкости и повышения холодостойкости, являются:
A. Наполнители; B. Пластификаторы;
C. Стабилизаторы; D. Отвердители.
4.44. Веществами, вводимыми в пластмассы в целях повышения их
стойкости к свету и нагреванию, являются:
A. Наполнители; B. Пластификаторы;
C. Стабилизаторы; D. Отвердители.
4.45. Веществами, вводимыми в пластмассы для лучшего отделения отпрессованного изделия от поверхности стальной пресс-формы, являются:
A. Наполнители; B. Пластификаторы;
C. Стабилизаторы; D. Смазывающие вещества.
4.46. Веществами, выделяющими при нагревании большое количество газов, создающих пористую структуру в газонаполненных пластмассовых изделиях, являются:
A. Наполнители; B. Порообразователи;
C. Стабилизаторы; D. Отвердители.
4.47. Исходными материалами, из которых изготовляют пластмассовые изделия, являются:
A. Термореактивные смолы;
B. Полиэфирные лаки и компаунды;
C. Прессовочные порошки (пресс-порошки);
D. Густые маслообразуюшие синтетические жидкости.
4.48. Наилучшими характеристиками обладают пластмассы на основе:
A. Кремнийорганических связующих;
B. Эфиров метакриловой кислоты;
C. Органических кислот; D. Всех перечисленных веществ.
4.49. Пластмассы на основе кремнийорганических связующих и минеральных наполнителей обладают нагревостойкостью:
А. 70 0С; В. 100 0С; C. 100... 120 0С; D. 120... 200 0С.
4.50. Пластмассы на основе кремнийорганических и эпоксидных связующих отличаются:
A. Низкой нагревостойкостью;
B. Плохой механической обработкой;
C. Стойкостью к грибковой плесени и влагостойкостью.
Занятие № 5
Диэлектрические материалы
Слоистые пластмассы
Теоретическая часть
Слоистые пластмассы представляют собой материалы со слоистой структурой. Эти пластмассы состоят из чередующихся слоев листового наполнителя (бумага, хлопчатобумажная или стеклянная ткань) и связующего вещества. Они относятся к термореактивным пластмассам.
Пластмассы с порошковым наполнителями (волокниты, асбоволокниты, стеловолокниты). Волокниты представляют собой композиции из волокнистого наполнителя в виде очесов хлопка, пропитанного фенолоформальдегидными связующими. Применяют для изготовления деталей работающих на изгиб и кручение. Асбоволокниты содержат наполнителем асбест, связующее фенолоформальдегидная смола. Из него получают кислотоупорные аппараты, ванны и трубы.
Слоистые пластмассы (гетинакс, текстолит, древеснослоистые пластики, асботесолит) являются силовыми конструкционными и поделочными материалами. Листовые наполнители придают пластику анизотропность. Материалы выпускают в виде листов, плит, труб, заготовок, из которых механической обработкой получают различные детали.
Гетинакс получают посредством горячей прессовки бумаги, пропитанной бакелитом. Плотность гетинакса 1350-1450 кг/м3, электрическа прочность (перпендикулярно слоям) 20-40 МВ/м, 
= 5-6 (диэлектрическая проницаемость). Дугостойкость невысокая (после дуги образуется науглероженный след - трекинг - повышенной проводимости).
Слоистая структура приводит к анизотропии, т.е. объемное сопротивление вдоль слоев в 50-100 раз выше, а электрическая прочность в 5-8 раз ниже, чем поперек.
Текстолит - пластик, аналогичный гетинаксу, но изготовляемый из пропитанной ткани. Он намного дороже гетинакса и применяется для изделий, подвергающихся ударным нагрузкам или работающих на истирание.
Наиболее нагревостойкими, влагостойкими и механически прочными являются стеклотекстолиты.
Вывод
Пластмассы широко используют в машиностроении, электротехнике, радиотехнике, в строительстве. Детали из пластмасс имеют высокие фрикционные и антифрикционные свойства, хорошую химическую и коррозионную стойкость, хорошие электроизоляционные свойства, низкую теплопроводность, малую плотность, высокую удельную прочность, хорошо склеиваются, свариваются и обрабатываются резанием. По сравнением с металлами и сплавами пластмассы имеют малые ударную вязкость и модуль упругости.
Выполните задания
5.1. Определите вид слоистой пластмассы по следующему описанию: «Этот материал обладает повышенной влагостойкостью и нагревостойкостью и лучшими среди слоистых пластмасс электрическими и механическими характеристиками». Назовите область применения данного материала.
5.2. Определите вид слоистой пластмассы по следующему описанию: «Электрические характеристики этого материала несколько ниже, чем у гетинакса, однако он легче поддается механической обработке и имеет ударную вязкость, доходящую до 20…30 кДж/м2». Назовите область применения данного материала.
5.3. Заполните табл. 5.1 и среди перечисленных материалов выберите обладающий лучшими изоляционными свойствами. Укажите область его применения.
Таблица 5.1- Основные характеристики слоистых пластмасс
| Характеристика | Гетинакс | Текстолит | Стеклотекстолит на основе связующей смолы |
| Плотность, кг/м3 | |||
| Разрушающее напряжение при изгибе, Н/м2 | |||
| Разрушающее напряжение при растяжении, Н/м2 | |||
| Ударная вязкость, кДж/м2 | |||
| Теплостойкость (по Мартенсу), 0С | |||
| Удельное электрическое сопротивление, Ом*м | |||
| Диэлектрическая проницаемость | |||
| Тангенс угла диэлектрических потерь | |||
| Электрическая прочность, МВ/м |
5.4. Заполните табл. 5.2.
Таблица 5.2 - Достоинства, недостатки и области применения слоистых пластмасс
| Слоистая пластмасса | Достоинства | Недостатки | Область применения |
| Гетинакс | |||
| Текстолит | |||
| Стеклотекстолит |
Ответьте на вопросы
5.5. Почему механические и электрические характеристики намотанных изделий несколько ниже, чем у изделий из гетинакса, текстолита и стеклотекстолита?
5.6. Почему дугостойкость гетинакса и текстолита невысока?
5.7. При каких температурах используют гетинакс?
Слюдяные материалы
Слюда представляет собой природный материал с характерным слоистым строением, позволяющим расщеплять кристаллы слюды на тонкие листочки толщиной до 0,006 мм.
Выполните задания
5.8. Определите вид слюдяного материала по следующему описанию: «Твердый или гибкий листовой материал, получаемый склеиванием листочков щепанной слюды с помощью клеящих смол (шеллачной, глифталевой и др.) или лаков на основе этих смол». Назовите область применения этого материала.
5.9. Заполните табл. 5.3 и из двух приведенных материалов выберите обладающий лучшими диэлектрическими характеристиками.
Таблица 5.3 - Основные характеристики слюдяных материалов
| Характеристика | Мусковит | Флогопит |
| Плотность, кг/м3 | ||
| Водопоглощение, % | ||
| Удельное электрическое сопротивление, Ом • м | ||
| Диэлектрическая проницаемость | ||
| Тангенс угла диэлектрических потерь | ||
| Электрическая прочность, МВ/м | ||
| Температура плавления, 0С | ||
| Рабочая температура, 0С |
5.10. Определите вид слюдяного материала по следующему описанию: «Этот природный слюдяной материал обладает химической стойкостью. На него не действуют ни один из растворителей и ни одна из щелочей, серная и соляная кислоты разлагают его только при нагревании». Назовите область применения данного материала.
5.11. Определите вид слюдяного материала по следующему описанию: «Синтетический слюдяной материал, отличается хорошей расщепляемостью на листочки, которые совершенно прозрачны. По сравнению с природными слюдяными материалами он обладает более высокой нагревостойкостью, меньшим водопоглощением и более высоким уровнем электрических характеристик». Назовите область применения этого материала.
5.12. Заполните табл. 5.4.
Таблица 5.4 - Достоинства, недостатки и области применения слюдяных материалов
| Слюдяной материал | Достоинства | Недостатки | Область применения |
| Мусковит | |||
| Флогопит |
5.13. Заполните табл. 5.5 и среди перечисленных материалов выберите обладающий лучшими диэлектрическими характеристиками. Укажите область его применения.
Таблица 5.5 - Основные характеристики миканитов
| Характеристика | Миканит | Коллекторный миканит | Прокладочный миканит | Формовочный миканит |
| Плотность, кг/м3 | ||||
| Рабочая температура, °С | ||||
| Удельное электрическое сопротивление, Ом*м | ||||
| Диэлектрическая проницаемость | ||||
| Электрическая прочность, МВ/м |
Выберите правильный ответ
5.14. Для улучшения электрических и механических свойств слюдинитовых бумаг в слюдяную пульпу вводят следующие связующие вещества:
A. Пластификаторы; B. Компаунды;
C. Кремнийорганические, глифталевые и другие смолы;
D. Все перечисленные вещества.
5.15. При разработке природной слюды и изготовлении из нее электроизоляционных материалов образуется около 90 % различных отходов. Среди них наибольшую долю составляют мелкие отходы:
A. Скрапа; B. Миканита;
C. Флогопита; D. Мусковита.
5.16. Среди слюдинитовых материалов наибольшее применение имеют:
A. Слюдинитовая и стеклослюдинитовая ленты;
B. Микафолий; C. Микалента; D. Флогопит.
5.17. Все виды миканитов на кремнийорганическом связующем могут работать при температуре:
А. 80°С; B. 100°С; C. 150°С; D. 180°С.
5.18. Этот рулонный или листовой материал состоит из одного или не скольких слоев щепанной слюды, наклеенных на плотную телефонную бумагу. Приведенному описанию соответствует:
A. Микафолий; B. Микалента;
C. Гибкий миканит; D. Слюдинитовая бумага.
5.19. Гибкие стекломиканиты содержат слюду в количестве:
A. До 20%; B. 45...65%; C. До 70 %; D. 80 %.
5.20. Из листочков этого материала штамповкой получают изоляционные прокладки, применяемые для изолирования друг от друга медных пластин в коллекторах электрических машин. Данным материалом является:
A. Прокладочный миканит; B. Коллекторный миканит;
C. Формовочный миканит; D. Гибкий миканит.