2008-11-26

1

1. Materiały izolacyjne

1.1. Gazy

• Powietrze
• Azot
• SF

6

• Wodór
• Freon

1.2. Ciecze izolacyjne
• Olej mineralny
• Oleje syntetyczne
• Oleje ro

ś

linne

1.3. Dielektryki stałe
• Materiały włókniste

(papier, preszpan)

• Elastomery

(gumay, elastomery syntetyczne: SR EPDM)

• Termoplasty

(polietylen, PCV, szkło organiczne, teflon)

• Materiały termoutwardzalne
• Materiały nieorganiczne

(Mika, szkło, Ceramika)

2. Materiały magnetyczne

3. Materiały przewodz

ą

ce

4. Półprzewodniki

5. Nadprzewodniki

Materiałoznawstwo elektrotechniczne

Duroplasty

Duroplasty – czyli inaczej
tworzywa

termoutwardzalne

Powstają w wyniku polikondensacji.

Przy podgrzaniu nabierają własności plastycznych, dając się uformować
przybierając odpowiednie kształty, po czym zachodzą w nich przemiany
chemiczne, powodując trwałe i nieodwracalne utwardzenie materiału.

1.3.4. Tworzywa termoutwardzalne

Polikondensacja - reakcja polimeryzacji, przebiegająca stopniowo
i z wydzieleniem niskocząsteczkowego produktu ubocznego

Do najczęściej stosowanych elektroizolacyjnych żywic
polikondensacyjnych należą:

• żywice fenolowo-formaldehydowe,

• żywice mocznikowo-formaldehydowe,

• żywice melaminowo-formaldehydowe,

• żywice anilinowo-formaldehydowe,

• żywice epoksydowe.

1.3. Tworzywa termoutwardzalne

śywice fenylowo-formaldehydowe

W zależności od prowadzenia procesu uzyskuje się
różne rodzaje żywic.

Przy

nadmiarze

formaldehydu

i

katalizatorze

zasadowym uzyskuje się tzw.

rezol

– materiał kruchy, o

zabarwieniu brązowym, odporny na starzenie cieplne,
niepalny, o słabych właściwościach dielektrycznych,
używany

jako

składnik

przy

produkcji

np.

elektroizolacyjnych tworzyw warstwowych z papieru
lub tkanin.

Przy nadmiarze fenolu i katalizatorze kwasowym
uzyskuje się tzw.

nowolak

– materiał używany jako

składnik niektórych lakierów elektroizolacyjnych

1.3. Tworzywa termoutwardzalne

śywice mocznikowo-formaldehydowe

W

postaci

utwardzonej

są

ciałami

twardymi,

nietopliwymi,

nierozpuszczalnymi,

bezbarwnymi,

nieprzezroczystymi (dają się łatwo barwić na różne
kolory), o słabych właściwościach dielektrycznych.
Stosowane na elementy aparatury elektromedycznej,
telefonicznej, i tzw. galanterii elektrotechnicznej.

Dopuszczalna temperatura pracy do ok. 100

o

C.

1.3. Tworzywa termoutwardzalne

śywice epoksydowe

(Epidian, Araldit)

Utwardzenie

żywicy

następuje

w

wyniku

silnie

egzotermicznej reakcji, która przebiega między żywicą
a specjalnie dodawanymi substancjami utwardzającymi.
śywice epoksydowe cechuje bardzo dobra przyczepność
do

podłoża

elastycznego,

odporność

na

działanie

czynników chemicznych i dobre własności elektryczne.
Wadą jest

stosunkowo

wysoka cena

i

stosunkowo

niewielka wytrzymałość cieplna.
Wytrzymałość

cieplną

można

ją

powiększyć

przez

modyfikację

innymi

żywicami

(np.

fenolowo-

formaldehydową).

1.3. Tworzywa termoutwardzalne

2008-11-26

2

śywice epoksydowe

W uogólnionym wzorze strukturalnym żywicy
epoksydowej można wydzielić

grupy epoksydowe

oraz

rodniki

(R).

W jednej cząstce może być różna liczba grup epoksydowych,
co zależy od rodnika

1.3. Tworzywa termoutwardzalne

śywice epoksydowe

W żywicach epoksydowych mających zastosowanie
w elektrotechnice zawartość grup epoksydowych jest
statystycznie mniejsza od 2.

Rodnik bywa bardzo skomplikowany i rozbudowany, co
sprawia,

że

istnieje

olbrzymia

gama

żywic

epoksydowych znacznie różniących się własnościami.

1.3. Tworzywa termoutwardzalne

1.3. Tworzywa termoutwardzalne

ś

ywice epoksydowe

Napełniacze

Napełniacze

Napełniacze

Napełniacze

są składnikiem kompozycji (nie wszystkich)

żywic epoksydowych. Stosowanie napełniaczy przynosi wiele

korzyści technologicznych

:

•

przedłużenie czasu życia kompozycji,

•

stabilność cieplną,

•

ognioodporność itp.

Napełniacze – w zależności od postaci w jakiej są dodawane

do żywic epoksydowych – można podzielić

n

a

:

-

proszkowe,

- g

ranulowane

-

włókniste.

1.3. Tworzywa termoutwardzalne

ś

ywice epoksydowe

Najczęściej stosowanymi

napełniaczami

proszkowymi

są

:

a

luminium, korund, krzemian glinu, kreda, krzemionka

,

koloidalna, mączka kwarcowa, sproszkowana miedź, mika,

mikrokulki szklane, piasek kwarcowy, talk

.

Osobną grupę stanowią

związki barwiące

, które mogą być

równocześnie barwnikami i napełniaczami. Związkami

barwiącymi mogą być barwniki pochodzenia organicznego

i nieorganicznego, jak: biel barytowa (BaSO

4

), biel cynkowa

(ZnS), biel tytanowa (TiO

2

), grafit, sadza itp.

1.3. Tworzywa termoutwardzalne

ś

ywice epoksydowe

Napełniacze o budowie włóknistej

są to na ogół włókna

szklane, grafitowe, kwarcowe lub metalowe, rzadziej

pochodzenia organicznego. Pewien rodzaj napełniaczy

stanowią maty wykonane z włókien i stosowane do

wytwarzania laminatów.