1tom111

5. MATERIAŁOZNAWSTWO ELEKTROTECHNICZNE

224

topnienia, otrzymywane wyroby mają strukturę amorficzną (bezpostaciową). Dzięki temu są one giętkie i elastyczne w szerokim zakresie temperatur ( —160h-+250 C). Innymi zaletami tego tworzywa są niepalność i duża odporność chemiczna, wadą natomiast

—    mała odporność na wyładowania niezupełne.

Policztcrofluoroetylen stosuje się w elektrotechnice jako tworzywo izolacyjne i konstrukcyjne, odporne na niskie i wysokie temperatury (— 160+ -250^:C). Najbardziej znaną nazwą handlową poiiczterofluoroctylcnu jest Teflon; polska nazwa handlowa

—    Tarflcn.

P o 1 i t c reft a 1 a n etylenu

Dzięki bardzo dobrym właściwościom mechanicznym, cieplnym i dielektrycznym politcrcftalan etylenu znajduje zastosowanie w wielu dziedzinach elektrotechniki, a często także w elektronice (kształtki, folie i włókna). Wyroby te mogą pracować w zakresie temperatur — 70-^ + 150°C. W przypadku występowania małych obciążeń mechanicznych jest możliwe obniżenie dolnej granicznej temperatury pracy do — 250 C. Nazwy handlowe taśm i folii to; Melinex (Anglia), Mvlar (USA). Hostaphan (RFN). Estrofo] (Polska).

Politlcnck fenylenu PPO

Jest on cennym tworzywem o dużych zaletach przetwórczych i dobrych właściwościach dielektrycznych w' zakresie temperatur od —60 do ok. 190^:C. Nazwy handlowe: Noryl (Holandia), Arnox N 1401 (Francja, Belgia). Jego szersze rozpowszechnienie utrudnia dotychczas wysoka cena.

Poliwęglan

Ma on właściwości zarówno tworzyw termoutwardzalnych, jak i termoplastycznych: wyodrębnia się go zazwyczaj spośród pozostałych związków' wielkocząsteczkowych typu poliestrowego. Do ważnych właściwości tego tworzywa zalicza się wysoką temperaturę topnienia fazy krystalicznej i wysoką temperaturę zeszklenia, bardzo dużą udamość i twardość oraz odporność na działanie promieniowania świetlnego (m.in. promieni nadfioletowych), promieniowania jonizującego i czynników atmosferycznych, a także przezroczystość. Odporność cieplna polimeru w zależności od rodzaju podstawników mieści się w zakresie 130-^ 140°C. Poliwęglan jest odporny na działanie oleju mineralnego i wykazuje małą absorbeję wody; nic jest odporny natomiast na rozpuszczalniki aromatyczne, a także na działanie alkaliów i stężonych kwasów. Z poliwęglanu można metodą wtrvsku łatwo formować kształtki. rurv oraz folie. Nazwy handlowe: Bistan (Polska), Makrolon (RFN).

Duroplasty

Duroplasty (tworzywa termoutwardzalne) są to związki wielkocząsteczkowe, które pod wpływem podwyższonej temperatury lub odpowiednich dodatków (utwardzaczy) podlegają nieodwracalnym zmianom (utwardzaniu). W stanie utwardzonymi produkt mimo nagrzewania nie ulega uplastycznieniu. Proces utwardzania polega na utworzeniu między łańcuchami tworzywa wyjściowego trwałych wiązań poprzecznych. Usicciowanie takie obejmuje praktycznie całą masę tworzywa, tworząc jak gdyby jedną cząsteczkę. Pod względem chemicznym duroplasty dzieli się na:

—    fcnoplasty (żywice fenolowo- i krezolowoformaldchydowe);

—    aminoplasty (żywice mocznikowo- i mclaminowoformaldehydowe);

—    poliestry (żywice alkidowe termoutwardzalne, w tym gliftale oraz poliestry nienasycone);

—    poliuretany;

—    żywice epoksydowe dianowe i cykloalifatycznc;

—    żywice silikonowa;

—    żywice poliimidowe.

Duroplasty — w porównaniu z termoplastami — zawierają zazwyczaj w cząsteczkach bardziej skomplikowane rodniki organiczne. Ich duża różnorodność stwarza możliwości wytwarzania wyrobów o szerokiej skali właściwości. Duroplasty stosuje się jako półwyroby, tj. tłoczywa, lakiery, kleje i żywice lane (żywice epoksydowe i poliestrowe) oraz lako materiały wyjściowe do produkcji kształtek i materiałów- warstwowych, tkanin syconych i taśm (patrz półwyroby). W tablicy 5.20 zestawiono metody ich przetwarzania.

Tworzywa fenolowo-formaldehydowe

Żywice fenolowo-formaldehydowe otrzymuje się w wyniku polikondensacji formaldehydu z fenolami. Jeżeli proces polikondensacji jest prowadzony w temperaturze ok. 100-Ć w środowisku alkalicznym przy nadmiarze formaldehydu, to otrzymuje się żywice typu rezoli (o budowie liniowej). Żywice te są rozpuszczalne i topliwe. Pod wpływem dalszego ogrzewania (utwardzania) w wyższych temperaturach rczole przechodzą poprzez stadium pośrednie — rezitole w rezity. Rezity są tworzywem usicciowanym, a więc nierozpuszczalnym i nietopliwym.

Inny rodzaj żywic fenolowo-formaldehydowych otrzymuje się w wyniku polikondensacji fenoli z formaldehydem w środowisku kwaśnym przy niedoborze formaldehydu. Żywice te noszą nazwę nowolaków; są pozbawione grup reaktywnych (hydroksy-metylowych) i w związku z tym nie zachodzi w nich proces sieciowania w podwyższonej temperaturze. Przejście nowolaku w' rezol, a następnie w rezit, następuje pod wpływem ogrzewania go w obecności aldehydu lub aminy (najczęściej urotropiny, tj. sześcio-mctylenoczteroaminy). Żywice fenolowo-formaldehydowe stosuje się do wyrobu klejów i lepiszcz lub do wyrobu tłoczyw (po dodaniu utwardzacza i wypełniaczy'). Otrzymywane wy roby wykazują mierne właściwości dielektryczne oraz brak odporności na łuk i prądy pełzające. Charakteryzują się bardzo dobrymi właściwościami mechanicznymi. Ich główną zaletą jest łatwy sposób przetwarzania tłocznego, przetłocznego i wtryskowego oraz niska cena.

Tworzywa melaminowo-formaldehydowe

Żywice te otrzymuje się przez polikondensację melaminy i formaldehydu. W stanic utwardzonym wykazują dobrą stabilność chemiczną oraz są trudno zapalne; tworzywa na ich osnowie z napełniaczami nieorganicznymi można uważać za niepalne. Są odporne na działanie luku i wyładowania powierzchniowe. Pozostałe właściwości dielektryczne są korzystniejsze niż żywic fenolowo-formaldehydow'ych, zwiaszcza przy'zwiększonej wilgotności. Przedstawione zalety tych tworzyw przesądziły o ich stosowaniu na elementy izolacyjne pracujące w atmosferze o dużej wilgotności, zapylonej lub zawierającej aktywne chemicznie zanieczyszczenia. Tworzywa z napełniaczem azbestowym lub łupkiem mielonym są stosowane na komory łukowe. Pewną wadę stanowi skłonność do zmian kształtu w’ czasie pod wpływem nacisku (tzw. płynięcie).

Tworzywa epoksydowe

Żywice epoksydowa należą do grupy związków heterocyklicznych. Charakterystyczną cecha ich budowy jest obecność trójczłonowego pierścienia oksvcyklopropanowego

O

/ \

(epoksydowego) złożonego z dwu atomów węgla i jednego atomu tlenu CH₂—CH—. Jest to przyczyną reaktywności żywic epoksydowych. Najbardziej rozpowszechnionym typem żywic epoksydowych jest produkt reakcji epichlorohydryny z dianem. Żywica epoksydowa ma budowę liniową, obecność jednak reaktywnych grup epoksydowych i w odorotlenowych umożliwia jej utwardzanie z utworzeniem struktury usieciowanej. Do utwardzania stosuje się zazwyczaj aminy, kwasy organiczne lub ich bezwodniki. W zależności od rodzaju utwardzacza proces można prowadzić w temperaturze pokojowej lub podwyższonej. Otrzymuje się wówczas materiały odporne na działanie większości rozpuszczalników oraz nietopliwe do temperatury 150°C, a nawet 2(X)^:C. Charakter Polarny utwardzaczy ma wpływ na właściwości dielektryczne kompozycji i ich zależności od temperatury. Bardzo istotną właściwością żywic epoksydowych jest dobra przyczepność do materiałów, m.in. do metali, co wykorzystuje się podczas łączenia elementów’ konstrukcyjnych lub izolacji (klejenie lub zalewanie). Właściwości ży^rw’ic epoksydowych ntożna modyfikować przez dodatki zmiękczaczy i napełniaczy, których ilości w stosunku do żywicy mogą osiągać 400%. Żywice epoksydowe wzmocnione włóknem szklanym "" Poradnik inżyniera elektryka tom I