Тверді електроізоляційні матеріали
До неметалевих матеріалів відносяться полімерні органічні та неорганічні матеріали: різні види пластичних мас, композиційні матеріали на неметалевій основі, каучуки та гуми, клеї, герметики, лакофарбові покриття, а також скло, кераміка.
Такі властивості, як достатня міцність, жорсткість і еластичність при малій щільності, світлопрозорість, хімічна стійкість, діелектричні властивості, роблять ці матеріали часто незамінними.
Основою неметалевих матеріалів є полімери, переважно синтетичні.
Пластмасами називають штучні матеріали, одержувані з урахуванням органічних полімерних сполучних речовин.
Склад та властивості пластмас
Обов'язковим компонентом пластмаси є сполучна речовина. Як сполучні для більшості пластмас використовують синтетичні смоли, рідше застосовують ефіри целюлози.
Іншим важливим компонентом пластмас є наповнювач (порошкоподібні, волокнисті та інші речовини). Наповнювачі підвищують механічні властивості, знижують усадку при пресуванні та надають матеріалу ті чи інші специфічні властивості.
Властивості пластмас залежать від складу окремих компонентів, їх поєднання та кількісного відношення, що дозволяє змінювати характеристики пластиків у досить широких межах.
В основі термопластичних пластмас лежать полімери лінійної або розгалуженої структури, іноді склад полімерів вводять пластифікатори.
Неполярні термопластичні пластмаси. До них відносяться поліетилен, поліпропілен, полістирол та фторопласт-4.
Поліетилен - продукт полімеризації безбарвного газу етилену, що відноситься до полімерів, що кристалізуються.
Чим вища щільність і кристалічність поліетилену, тим вища міцність ітеплостійкість матеріалу. Він хімічно стійкий і за нормальної температури нерозчинний у жодному з відомих розчинників. Недолік його схильність до старіння. Має високу міцність, еластичний, тривала нагрівальна стійкість звичайного неопроміненого поліетилену 90 0 С, хороший діелектрик, морозостійок. Це легкий, водостійкий матеріал, з якого виготовляють переважно плівки, труби та ємності для агресивних рідин, ізоляцію кабелів та СІП.
Поліпропілен є похідною етилену. Це твердий нетоксичний матеріал із високими фізико-механічними властивостями. Нестабільний поліпропілен схильний до швидкого старіння. Недолік поліпропілену – його невисока морозостійкість (від -10 до -20°С).
Полістирол – твердий, жорсткий, прозорий або безбарвний, аморфний полімер, продукт полімеризації стиролу. Виготовляється у вигляді листів, стрижнів, порошку та блоків. Зручний для механічної обробки, добре фарбується. Полістирол - хороший діелектрик, що широко використовується як електроізоляційний матеріал у високочастотній техніці. Недолік його невисока теплостійкість, схильність до старіння та утворення тріщин.
Фторопласт-4 є аморфно-кристалічним полімером. Руйнування матеріалу відбувається при температурі вище 415°С. Він стійкий до дії розчинників, кислот, лугів та розчинників, не змочується водою. Недоліки охолодження.
Застосовують для виготовлення труб, вентилів, кранів, насосів, мембран, прокладок ущільнювачів, манжет та ін.
Полярні термопластичні пластмаси.
Фторопласт-3 – полімер трифторхлортилену. Його використовують як низькочастотний діелектрик, крім того, з нього виготовляють труби, шланги, клапани, насоси, захисні покриття металів та ін.
Органічне скло - це прозорий аморфний термопластНа основі складних ефірів акрилової та метакрилової кислот. Матеріал більш ніж у 2 рази легший за мінеральне скло, відрізняється високою атмосферостійкістю, оптично прозорий. Недоліки: невисока поверхнева твердість.
Застосовують для виготовлення штампів, ливарних моделей та абразивного інструменту.
Полівінілхлорид є аморфним полімером. Пластмаси мають хороші електроізоляційні характеристики, стійки до хімікатів, не підтримують горіння, атмосферостійкі, мають високу міцність та пружність.
Виготовляють труби, деталі вентиляційних установок, теплообмінників, облицювальні будівельні плитки.
Поліаміди - це група пластмас з відомими назвами капрон, нейлон, анід та ін. Вони тривалий час можуть працювати на стирання, удароміцні, здатні поглинати вібрацію. Стійки до лугів, бензину, спирту, стійкі у тропічних умовах.
З них виготовляють шестірні, підшипники, болти, гайки, шківи та ін.
Полікапроамід - (капрон, перлон та ін) - термопласт, стійок до лугів, кислот, бензину та олій. Використовують головним чином у виробництві плівок, волокна, а також підшипників, втулок, черв'ячних та зубчастих коліс, електроізоляційних та побутових виробів.
Поліуретани в залежності від вихідних речовин, що застосовуються при отриманні, можуть мати різні властивості, бути твердими, еластичними і навіть термореактивними.