Vật liệu cách điện polymer và ứng dụng của chúng

Từ "polyme" xuất phát từ "monomer", thay thế tiền tố "mono" bằng tiền tố "poly", có nghĩa là "nhiều". Thực tế là trong quá trình tổng hợp hóa học, các polyme thu được từ các monome: polyetylen - từ etylen, polystyren - từ styren, polyvinyl clorua (PVC, polyvinyl clorua) - từ vinyl clorua (vinyl clorua), v.v.

Cứ lấy đi cao su và cao su, nhựa tổng hợp và textolites, vecni và chất kết dính, sợi và nhựa, chất bịt kín, bột trét, v.v. Polyme được sử dụng rộng rãi làm vật liệu cách điện. Những điều này sẽ được thảo luận thêm.

Tất cả các vật liệu polyme được sử dụng làm vật liệu cách điện có thể dễ dàng chia thành bốn loại theo các đặc tính vật lý đặc trưng của chúng: nhựa nhiệt dẻo, nhiệt rắn, cán mỏng và nhựa (nhựa). Hãy xem xét từng loại polymer riêng biệt.

nhựa nhiệt dẻo

"Thermo" — nhiệt, "lớp" — điêu khắc.Điểm mấu chốt là ngay cả khi được làm nóng, cấu trúc của nhựa nhiệt dẻo vẫn không thay đổi, nó chỉ đơn giản là chuyển trạng thái rắn của chúng thành dạng dẻo, mềm và dễ dàng xử lý cũng như tái chế.

Đại diện độc quyền của nhựa nhiệt dẻo: polyvinyl clorua, polyetylen, polystyren, polypropylen, polyformaldehyd, polyamit, polyacrylat, fluoroplastic, v.v.

Từ nhựa nhiệt dẻo, khi nó chuyển sang trạng thái chảy nhớt dưới tác động của nhiệt độ cao, bạn có thể tạo khuôn cho các sản phẩm hoặc xử lý tương tự chất thải nhựa nhiệt dẻo. Nhựa nhiệt dẻo dễ dàng đúc và ép đùn. Trong trường hợp này, không có phản ứng biến đổi của nhựa nhiệt dẻo, chúng có thể được xử lý và tạo hình nhiều lần.

Một đại diện điển hình của sản phẩm nhựa nhiệt dẻo là băng cách điện PVC. Nếu bạn làm ấm một chút, nó sẽ mềm ra, nhưng sau khi để nguội, nó sẽ trở nên khá đặc trở lại. Băng cách điện PVC luôn được các chuyên gia về điện ưa chuộng.

phản ứng hạt nhân

Trái ngược với nhựa nhiệt dẻo nguyên chất, nhựa nhiệt rắn là các polyme, do tác động nhiệt, đầu tiên chuyển sang trạng thái dẻo nhớt, sau đó chuyển sang trạng thái rắn không hòa tan và không hòa tan.

Nếu bạn cố gắng nấu chảy lại nhựa nhiệt rắn đã cứng lại, nó sẽ không còn có độ nhớt như cũ và nếu bạn tiếp tục đun nóng, nó sẽ bị xẹp xuống không thể phục hồi. Điều này xảy ra bởi vì quá trình xử lý chất phản ứng nhiệt đi kèm với phản ứng hóa học không thể đảo ngược và nếu sản phẩm được hình thành, quá trình cải cách tiếp theo của nó là không thể.

Nhựa nhiệt rắn bao gồm: nhựa amino, nhựa silicon, nhựa phenolic, nhựa epoxy, nhựa urethane, nhựa anilin và các loại khác.Các loại nhựa polyester và epoxy, cacbua và phenol-formaldehyd là cơ sở của các loại nhựa nhiệt rắn phổ biến nhất. Nói chung, nhựa nhiệt rắn cứng hơn nhựa nhiệt dẻo và các sản phẩm của chúng thường chứa các chất độn như muội than, phấn, sợi thủy tinh, v.v.

Một ví dụ về sản phẩm thiết lập nhiệt đặc biệt là ống co nhiệt hoặc ống co nhiệt. Polyme được xử lý bằng bức xạ sẽ co lại khi bị nung nóng, nhưng bạn sẽ không thể bóc nó ra. Những ống như vậy được sử dụng để cách điện các sản phẩm điện và dây điện.

nhựa nhiều lớp

Laminate bao gồm nhiều loại vật liệu, bao gồm chất độn sợi và polyme được tẩm chất độn và chất kết dính biến các tấm riêng lẻ thành nhựa nhiều lớp dày đặc.

Vật liệu cách điện tấm chủ yếu được làm bằng nhựa nhiều lớp, vì thuận tiện để tạo ra các tấm có độ dày và kích thước cần thiết, hình dạng bề mặt cần thiết từ chúng.

Đại diện sáng giá của nhựa nhiều lớp - textolite, getinax, nhựa ép gỗ, nhựa ép amiăng, v.v.

Getinax dựa trên bakelite và giấy. Một lớp vecni Bakelite được phủ lên giấy, sau đó giấy được cuộn thành nhiều lớp, sau đó được gửi dưới máy ép áp suất cao ở nhiệt độ cao.

Tác động của nhiệt lên Bakelite biến nó thành một trạng thái mới — không hòa tan và không hòa tan — dẫn đến vật liệu dạng tấm có độ bền cao, độ cứng cao với các đặc tính cách điện tuyệt vời. Đồng thời, vật liệu được cắt, khoan, cắt tốt - dễ gia công.

Getinax được sử dụng để sản xuất các bộ phận của các sản phẩm điện khác nhau cần cách điện đáng tin cậy, ví dụ như giá đỡ và vòng đệm cách điện. Thay thế giấy bằng vải, chúng tôi không còn nhận được getinax nữa mà là textolite — một loại nhựa nhiều lớp bền hơn, chống mài mòn hơn.

Textolite vượt qua một số kim loại về độ ổn định ma sát, không phải ngẫu nhiên mà các bánh răng của cơ chế đôi khi được làm từ nó. Laminate sợi thủy tinh là một vật liệu thậm chí còn bền hơn — vải thủy tinh làm cho nó có khả năng chịu nhiệt.

Theo truyền thống, lá sợi thủy tinh và lá getinax được sử dụng để sản xuất bảng mạch in của các thiết bị điện tử khác nhau: trên một hoặc cả hai mặt, lá đồng bị oxy hóa được áp dụng cho sợi thủy tinh đó (nó được đưa vào quá trình tạo nhựa nhiều lớp ở giai đoạn ép) với keo ).

Đối với các ứng dụng đặc biệt, giấy bạc có thể được mạ niken hoặc mạ crôm. Khi mẫu PCB được chuyển sang lớp lá kim loại, lá kim loại không cần thiết bên ngoài mẫu được khắc đi (ví dụ: bằng clorua sắt), để lại dấu vết đồng. Sau đó, các đường ray được cách điện bằng mặt nạ hàn và các bộ phận vô tuyến được gắn trên bảng (được hàn vào đường ray).

nhựa

Loại polyme cách điện tiếp theo là chất dẻo (plastic, plastic). Chúng được làm từ các polyme tự nhiên và tổng hợp quyết định tính chất của chúng. Ngoài polyme cơ bản, chất dẻo, chất độn, thuốc nhuộm và chất ổn định được thêm vào nhựa.

Các tính chất điện môi của nhựa, khả năng chịu nhiệt và hấp thụ độ ẩm của nó bị ảnh hưởng mạnh bởi chất độn, có thể là khoáng chất hoặc hữu cơ, dạng bột hoặc dạng sợi, dạng tấm hoặc lớp.

Ví dụ về chất độn dạng bột: mica, muội than, bột gỗ, than chì, bột thạch anh, hoạt thạch, bột kim loại, v.v. Ví dụ về chất độn xơ: sợi thủy tinh, amiăng, bông gòn, dăm giấy, mùn cưa, v.v. Nhiều lớp: sợi thủy tinh, vải amiăng, giấy, vải cotton, veneer gỗ, v.v.

Để tạo độ đàn hồi cho nhựa, một chất làm dẻo được thêm vào nó. Chất hóa dẻo làm tăng độ dãn dài, giảm độ bền kéo đứt. Để có được màu mong muốn, hiệu ứng trang trí phù hợp, thuốc nhuộm được thêm vào. Chất ổn định là cần thiết để nhựa giữ được các đặc tính của nó trong suốt thời gian sử dụng sản phẩm và không bị biến chất bởi nhiệt hoặc ánh sáng mặt trời.

Thông thường, nhựa chỉ được sản xuất từ ​​polymer mà không thêm bất cứ thứ gì: plexiglass, nhựa vinyl (nhựa PVC), polystyrene, polyetylen, v.v. Thông thường, nhựa được ép vào khuôn dưới áp suất ở nhiệt độ cao và do đó thu được thành phẩm hoàn chỉnh.

Khi sản phẩm, theo kế hoạch của nhà thiết kế, phải chứa một số bộ phận khác, chẳng hạn như đai ốc hoặc ống bọc kim loại, thì bộ phận đó chỉ được ép hoặc nhúng ở giai đoạn đúc.

Nếu người dùng cần vật liệu cách nhiệt không phải ở dạng một bộ phận mà chỉ đơn giản là vật tư tiêu hao, thì theo truyền thống, vật liệu này được bán ở dạng tấm, cuộn hoặc đóng gói trong thùng chứa.

Một ví dụ về cách điện bằng nhựa là vỏ bọc của cáp điện VVG được sử dụng để truyền tải và phân phối điện.