Фторорганические полимеры
Одним из существенных недостатков органических полимеров является невысокая термостойкость (до 120оС). Для повышения рабочих температур в органические диэлектрики добавляют фтор (получают фторопласты) или кремний (получают полисилоксаны).
2.1 Фторопласты – кристаллические полимеры фторпроизводных этилена, где атомы водорода замещены фтором. В РЭА наиболее часто используют фторопласт –4 (политетрафторэтилен) и фторопласт – 3 (политрифторхлорэтилен). Цифра в марке указывает на количество атомов фтора в молекуле мономера.
· Фторопласт – 4 (также его называют фторолон – 4, тефлон). Свойства фторопласта 4: рабочая температура –250о - +250оС, может выдерживать термоудары до 400 оС, обладает самой высокой химической стойкостью из всех известных полимеров, не смачивается водой, не растворяется ни в одном растворителе, не горит, стоек к воздействию грибков и в тропических условиях.
Имеет хорошие вакуумные свойства, стоек к резкому перепаду температур в широком диапазоне.
Недостатки: при температуре 400 оС разлагается с выделением ядовитого фтора, имеет низкую радиационную стойкость, не высокую твердость и достаточно высокую стоимость.
Из фторопласта – 4 изготавливают конденсаторные и изоляционные пленки, изоляцию монтажных проводов, химическую посуду, применяют в вакуумных вентилях.
· Фторопласт – 3. По сравнению с фторопластом – 4 имеет более высокие механические характеристики, но остальные свойства значительно хуже. Выпускается в виде порошка, используется в основном в суспензиях для антикоррозийных покрытий.
Поликонденсационные синтетические материалы.
В реакции поликонденсации участвуют не менее двух веществ. В результате образуются полимеры пространственной структуры, из которых получают прочные, теплостойкие термореактивные материалы.
К ним относятся:
1. Полиэфирные смолы. Получают в результате поликонденсации различных многоатомных спиртов и органических кислот.
· Полиэтелентетрафталат (лавсан). Может иметь как аморфное, так и кристаллическое строение.
Кристаллический лавсан получают в результате реакции терефталевой кислоты и этиленгликоля при медленном охлаждении. Кристаллический лавсан имеет высокую температуру плавления (265о), высокую механическую прочность, хорошие изоляционный свойства. Применяется для изготовления волокон, тканей, изоляционных пленок для изоляции проводов, кабелей и в качестве конденсаторного диэлектрика.
Аморфный лавсан используют для изготовления электроизоляционных лаков и при изготовлении эмалированных проводов.
· Поликарбонаты. Это полиэфиры угольной кислоты. Применяются для изготовления слоистых пластиков, компаундов, изоляционных пленок и в качестве конструкционного материала.
2. Кремнийорганические смолы. Являются термореактивными полимерами. Обладают высокой нагревостойкостью (до 250о), хорошими диэлектрическими свойствами, малой гигроскопичностью, химической инертностью. Применяют для изготовления прессованных изоляционных материалов, слоистых пластиков, электроизоляционных лаков м эмалей.
3. Эпоксидные смолы. Получают в результате хлорирования глицеринов с фенолами в щелочной среде. В чистом виде эпоксидные смолы являются термопластичными, низкоплавкими жидкостями, которые хорошо растворяются во многих растворителях. При добавлении отвердителя эпоксидные смолы быстро затвердевают, меняя линейное строение молекул на пространственное. Приобретают значительную твердость и прочность. Применяют в качестве клеев, при изготовлении компаундов, слоистых пластиков, для заливки элементов и узлов РЭА.
Пластмассы.
Это твердые материалы, которые на определенной стадии производства обладают свойством пластического течения, что позволяет изготавливать изделия прессованием и литьем заданной формы. Пластмассы – многокомпонентные материалы, в состав которых входят:
1. Связующие вещества. Это различные натуральные и синтетические смолы и полимеры, необходимые для монолитного соединения всех компонентов в пластмассе (30-60%).
2. Наполнители.(40 –70%) Это химически инертные вещества, которые придают пластмассам требуемые свойства. Например: асбест и древесная мука - механическую прочность; молотый мрамор – теплопроводность; молотая слюда или кварц – диэлектрические свойства; стекловолокно–нагревостойкость.
3.Пластификторы. Это маслообразные жидкости с высокой температурой кипения (стеарин). Вводят в пластмассы для повышения пластичности и холодостойкости.
4.Стабилизаторы. Способствуют длительному сохранению пластмассами своих свойств.
5. Красители.
6. Парообразователи. Вводят для получения пористой структуры.
По применению пластмассы делят на:
· Конструкционные
· Электроизоляционные
· Специальные (магнитодиэлектрики, электропроводные и т.д.)
По нагревостойкости пластмассы разделяют на несколько классов:
В производстве РЭА широко применяются слоистые пластики.
Слоистые пластикиявляются разновидностью пластмасс, которые получают горячим прессованием волокнистых материалов, предварительно пропитанных синтетическими смолами. В производстве РЭА широко используются:
1. Гетинакс. Изготавливают из листов специальной бумаги, пропитанных бакелитовой смолой, с последующим прессованием при температуре. Применяется для изготовления каркасов катушек, трансформаторов, оснований печатных плат. Рабочая температура до 105о.
2. Текстолит. Изготавливают методом горячего прессования хлопчатобумажной ткани, пропитанной бакелитовой смолой. Применяют, как конструкционно-изоляционный материал, для изготовления изделий, которые подвергаются механическим нагрузкам (удар, истирание). Это детали переключателей, панели, каркасы, крепежные планки и т.д. Рабочая температура до 105о.
3. Стеклотекстолит. Получают горячим прессованием стеклоткани, пропитанной кремнийорганической смолой с добавлением эпоксидной. Обладает повышенной влагостойкостью и лучшими электрическими и механическими параметрами по сравнению с гетинаксом и текстолитом.
В производстве РЭА также широко используются слоистые фольгированные материалы для изготовления печатных плат. Это слоистые пластики, облицованные с одной или двух сторон медной фольгой.
· Фольгированный гетинакс. Марки ГФ-1-35; ГФ-2-50 и т.д.
Буквы ГФ – гетинакс фольгированный,
Первая цифра (1, 2) – толщина листа в мм
Второе число (35, 50) – толщина фольги в мкм.
Используют для плат в диапазоне частот до 1МГц.
· Фольгированный стеклотекстолит. Марки типа СФ-1-35 или СФ-1-Н -50
Первая цифра 1 – толщина листа в мм
Буква Н - нагревостойкость
Второе число (35, 50) – толщина фольги в мкм.
Используют для плат в диапазоне частот до 1000 МГц. Рабочая температура до 200о.
· Фольгированный армированный фторопласт – 4 (ФАФ-4). Это слоистый пластик, полученный горячим прессованием стеклоткани, пропитанной суспензией фторопласта-4 и облицованной с двух сторон медной фольгой толщиной 50 мкм. Рабочая температура до 250о.
· Используют для плат в диапазоне частот до 1МГц.