Властивості найбільш застосовуваних діелектриків
Властивості найбільш застосовуваних діелектриків – розділ Наукознавство, Дисципліна входить у федеральний компонент циклу загальнопрофесійних дисциплін і є обов'язковою для вивчення 11.3.1. Полімерні матеріали. Полімери.
11.3.1. Полімерні матеріали.
Полімери, як правило, є добрими діелектриками. Вони мають низькі діелектричні втрати, високий питомий опір, високу електричну міцність, високу технологічність і, як правило, невисоку ціну. Крім того, на основі полімерів з дисперсними добавками різної електропровідності, теплопровідності, магнітної проникності, діелектричної проникності, твердості тощо. можна отримувати різноманітні композиційні матеріали із широким спектром властивостей. За технологічними ознаками полімерні матеріали діляться на 2 класи - термопласти та реактопласти.
Термопласти - розм'якшуються при нагріванні, що дозволяє використовувати просту технологію термопресування. При цьому гранули вихідного полімеру поміщають у камеру термопласт-автомата, нагрівають до температури розм'якшення, пресують та охолоджують. Так роблять дрібні діелектричні деталі. Для великогабаритних виробів типу кабелів напівтвердий розплав видавлюють через фільєру разом з внутрішнім електродом кабелю.
Найбільш поширеним діелектриком цього класу є поліетилен H-(CH2)nH. Поліетилен виробляють шляхом полімеризації газу етилену при підвищених тисках та температурах. В основному використовуються дві технології. Історично першою була технологія отримання поліетилену при високому тиску до 250 МПа та температурі до 300 °З допомогою ініціюючих агентів-окислювачів. У цьому виходить т.зв. поліетилен високого тиску ПЕВД, для якого використовується інша назва -поліетилен низької щільності (ПЕНП).
Поруч унікальних властивостей маєфторопласт (політетрафторетилен). Він хімічно інертний, не розчиняється в розчинниках, аж до температури 260 ° С, абсолютно не змочується водою, не гігроскопічний. Недоліки - не стійкий під дією радіації, має холодопливість.
Реактопласти - при нагріванні не розм'якшуються, після досягнення деякої температури починаються руйнуватися. Вироби їх зазвичай роблять у різний спосіб. Одна з найпоширеніших дешевих технологій полягає в наступному. Спочатку готують прес-порошки полімеру. Потім прес порошок засипають у прес-форму і пресують за певного тиску і температури. При цьому виникає зчеплення між деформованими частинками і після охолодження матеріал готовий до використання. Можливе проведення полімеризації з вихідних компонентів заздалегідь підготовлених формах. Так роблять вироби з епоксидних полімерів, кремнійорганічної гуми.
Досить дешеві та технологічні реактопласти на основі фенолформальдегідних полімерів (бакеліт) та аміноформальдегідних полімерів. Їхні електрофізичні характеристики невисокі.
Епоксидні полімери мають гарну механічну міцність, задовільними електрофізичними характеристиками. Вони є полярними діелектриками, деякі марки епоксидних матеріалів мають діелектричну проникність до 16. Висока полярність призводить до слабкої водостійкості. Головна перевага епоксидних компаундів – простота технології приготування. Компаунди холодного затвердіння отримують змішуванням епоксидної смоли, затверджувача та пластифікатора. У період до початку твердіння (від хвилин до годин) рідку композицію можна заливати в необхідну форму. Часто компаунд використовують для ремонтудіелектричних деталей як клею.
З інших полімерів-реактопластів відзначимо діелектричний матеріал з високою механічною міцністю -капролон, з великим діапазоном робочих температур (-100°С до +250°С) -полііміди та композити на їх основі .