48. Электроизоляционные лаки и эмали. Свойства, применение.

Лаки – это смолы, битумы, высыхающие масла, разбавленные растворителями (бензолом, толуолом, спиртом, ацетоном и др.). При сушке лака растворитель улетучивается, а лаковая основа переходит в твердое состояние, образуя лаковую пленку. Она может быть гибкой или хрупкой в зависимости от пленкообразующих веществ. Для создания высококачественного лака подбирают несколько пленкообразующих веществ и несколько растворителей. В состав лака могут входить пластификаторы (например, касторовое масло), сиккативы – для ускорения высыхания лака, красители, разжижители – для получения требуемой консистенции.

По назначению лаки разделяются на группы: пропиточные, покрывные и клеящие. Некоторые лаки могут выполнять все эти три назначения.

Пропиточные лаки применяют для пропитки пористой и волокнистой изоляции (бумаги, ткани и др.). Пропитку осуществляют с целью повышения влагостойкости и нагревостойкости изоляции, улучшения ее теплопроводности, увеличения механической и электрической прочности.. требования к пропиточным лакам: необходимые изоляционные свойства; хорошие пропитывающие и цементирующие свойства; быстрое отвердение и нормальное функционирование в диапазоне рабочих температур.

Покрывные лаки служат для образования поверхности лакируемых изделий механически прочной, гладкой, блестящей, влагостойкой пленки. Например, для создания защитного покрытия на печатных платах, а также для покрытия металлов и различных изоляционных деталей из гетинакса, стеклотекстолита и т. д. К покрывным лакам предъявляются следующие требования: высокие электроизоляционные свойства; высокая теплостойкость; радиационная стойкость; хорошая адгезия к покрываемым поверхностям; высокие гидрофобность и плотность .

Клеящие лаки применяют для склеивания между собой твердых материалов (фольгированных диэлектриков, листов пакетов трансформаторов и т.д.). Требования: высокая клеящая способность; хорошие электрические и механические свойства; высокая адгезия к склеиваемым материалам и технологичность. По режиму сушки электроизоляционные лаки подразделяются на: -лаки холодной сушки. Хорошо высыхают при комнатной температуре;- лаки горячей сушки. Приобретают требуемые свойства при температуре свыше 70 оС.

Эмали-Представляют собой разновидность покрывных лаков, в состав которых вводится неорганический наполнитель – пигмент. Пигменты повышают твердость, теплопроводность, влагостойкость покрытий и придают им соответствующий цвет. Эмали используют в основном в качестве защитных покрытий поверхностей различных деталей и элементов радиоэлектроники, а также для декоративной отделки корпусов электрорадиотехнических приборов.

Лакокрасочные покрытия .Нанесение жидких лаков, компаундов и эмалей с последующим их отвердением является одним из первых методов защиты поверхности материалов и относится к наиболее простым и широко распространенным способам защиты поверхности материалов при сборке изделий электронной техники.

К защитным лакокрасочным покрытиям предъявляются следующие требования:- большое удельное электрическое сопротивление р;- малая химическая активность;- хорошая сцепляемость с поверхностями защищаемых изделий;-высокая механическая прочность;- способность сохранять свои свойства в широком интервале температур от -60 до +150 °С;- не должны иметь слишком большое время сушки и полимеризации;- время жизни и время хранения должны быть удобны для производства.

Лакокрасочные покрытия классифицируют по материалу покрытия, внешнему виду поверхности покрытия (класс покрытия) и условиям эксплуатации (группа покрытия).

По внешнему виду покрытия подразделяют на глянцевые, полуглянцевые и матовые.

Группа покрытия выбирается по условиям эксплуатации: атмосферостойкие, химически стойкие и маслостойкие.

Технологический процесс получения лакокрасочных покрытий состоит из подготовки поверхности под покрытие, грунтовки, шпатлевки, нанесения основного слоя лакокрасочных покрытий и сушки.

47. Поликонденсационные синтетические полимеры. Свойства, применение.

Поликонденсационные синтетические полимеры

Это в основном различные смолы (полиэфирные, кремнийорганические, эпоксидные, фенолформальдегидные, полиамидные, полиуретановые).

Полиэфирные смолы – продукт поликонденсации различных многоатомных спиртов (гликоля, глицерина и др.) и органических кислот (фталевой, малеиновой и др.) или их ангедридов. По физическим свойствам они близки к природным смолам (канифоль, шеллак). К полиэфирным смолам относят полиэтилентерефталат, поликарбонаты, глифталевые смолы и др.

Полиэтилентерефталат (лавсан) – прозрачный высокополимерный диэлектрик кристаллического или аморфного строения. Лавсан кристаллического строения получают в результате реакции поликонденсации терефталевой кислоты и этиленгликоля. Лавсан имеет значительную механическую прочность и высокую температуру размягчения (около 260оС). Применяют для изготовления синтетических волокон, пряжи, тканей, тонких электроизоляционных пленок.

Лавсан аморфного строения получают в результате реакции поликонденсации между терефталевой кислотой, этиленгликолем, глицерином и отвердителем (бутилтитанатом). Его используют для производства электроизоляционных лаков, применяющихся при изготовлении эмалированных проводов. Пленки лавсановых лаков не размягчаются при нагревании, они термореактивные.

Поликарбонаты – полиэфиры угольной кислоты, обладающие хорошими механическими и электрическими свойствами и относительно высокой температурой размягчения (около 140оС). Они имеют хорошую химическую стойкость и высокую гигроскопичность.

Применяют для изготовления слоистых пластиков, компаундов. Пленки из поликарбоната используют в конденсаторном производстве и в качестве изоляции в электрических машинах и аппаратах.

Глифталевые смолы получают в результате реакции поликонденсации глицерина и фталевого ангидрида при избытке последнего. Эти смолы термореактивные и имеют ярко выраженные дипольно-релаксационные потери. Обладают высокой клеящей способностью при хороших электрических характеристиках, стойкостью к поверхностным разрядам и высокой нагревостойкостью (до 130оС).

Кремнийорганические полимеры представляют собой соединения, основу которых составляет цепь чередующихся атомов кремния и кислорода. Свободные связи кремния заполнены органическими радикалами (метильными, этильными, фенильными и др.) Молекулы кремнийорганических полимеров могут иметь линейную структуру (термопластичные смолы) и пространственную структуру (термореактивные смолы).

Они обладают высокой нагревостойкостью (до +250оС) и хладостойкостью (до -60оС). Имеют очень малую гигроскопичность, химически инертны, являются слабополярными диэлектриками с хорошими электрическим параметрами, которые мало меняются при нагреве.

Полиуретаны – линейные термопластичные и отверждающиеся термореактивные полимеры. Из них изготовляют нити, пряжу, ткани. Применяют для изоляции эмалированных проводов, изготовления покрывных лаков, заливочных компаундов. Их применяют также для получения пенопластов, каучуков, клеев, пленок, антикоррозионных покрытий и др.

Эластичный пористый полиуретан (поролон) применяют в качестве тепло- и звукоизоляции, в качестве мягких покрытий. Жесткий полиуретан называют пенопластом и применяют в качестве заполнителя.

Наиболее широкое применение получили пенополиуретаны, обладающие хорошими электрическими свойствами, достаточной механической прочностью, высокой тепло- и звукоизоляцией. Используют для герметизации радиоблоков, и малогабаритных устройств, для защиты последних от вибрации, тепла и механических перегрузок.

Полиимиды относятся к числу наиболее нагревостойких органических полимеров (до 300оС). Они также обладают хорошей холодостойкостью (до -269оС).

Полиимидные пленки применяют в конденсаторах, в нагревостойких кабельных изделиях, а лаки для эмалирования проводов и пропитки катушек.

46. Полимеризационные синтетические полимеры .Свойства, применение.

Получают в процессе полимеризации под действием теплоты, давления, ультрафиолетовых лучей, а также под действием инициаторов и катализаторов.

Наибольшее распространение получили блочный, эмульсионный, лаковый и газовый способы полимеризации.

Блочный способ состоит в том, что предварительно очищенный от примесей мономер смешивают с катализатором, заливают в нагретую до определенной температуры форму и выдерживают при этой температуре до полного окончания процесса полимеризации. В результате получают твердые блоки материала, которые идут в дальнейшую переработку.

Таким способом получают полистирол, полиметилметакрилат (оргстекло).

Эмульсионный способ состоит в том, что исходный жидкий мономер с помощью эмульгатора превращают в мельчайшие капельки, взвешенные в другой жидкости, которая не растворяет мономер. В полученную эмульсию вводят инициатор (зачинатель хим.реакции) и массу нагревают до температуры, при которой начинается хим.реакция. В процессе полимеризации эмульсию постоянно перемешивают. В результате получают порошкообразный полимер, который подвергают грануляции.

Таким способом получают поливинилхлорид, нитрон.

Лаковый способ осуществляется непосредственно в мономере, который растворяется в определенном растворителе.

Таким способом получают поливинилацетат.

При газовом способе полимеризация осуществляется в газовой фазе в присутствии катализатора при температуре около 200ºС и высоком давлении. Этот способ применяют, когда мономеры не полимеризуются ни по одному из перечисленных способов.

Таким способом получают полиэтилен высокого давления. К полимеризационным синтетическим полимерам относятся полимерные углеводороды, фторорганические полимеры, кремнийорганические полимеры.

Полимерные углероды. К ним относятся полистирол, полиэтилен, поливинилхлорид и др.

Полистирол – твердый прозрачный материал. Он является неполярным диэлектриком, с чем и связаны его высокие электроизоляционные свойства. Полистирол – термопластичный диэлектрик, размягчающийся при температуре 110 – 120оС. он является продуктом полимеризации мономерного стирола в присутствии различных инициаторов (перекисей, гидроперекисей).

Недостатки: хрупкость при пониженных температурах, склонность к образованию поверхостностных трещин, малая стойкость к действию растворителей (бензолу, толуолу, четыреххлористому углероду) и невысокая нагревостойкость.

В промышленности полистирол применяется главным образом в качестве высокочастотной изоляции, благодаря малому значению tgδ. Ударопрочный полистирол применяют для изготовления каркасов индуктивных катушек, оснований и изоляторов для электроизмерительных приборов, корпусов радиоприемников, телевизоров и т. д.

Из блочного размягченного полистирола способом вытягивания получают электроизоляционные нити и гибкие полистирольные пленки.

Полиэтилен – неполярный, термопластичный диэлектрик белого или светло-серого цвета, получаемый в результате реакции полимеризации газа этилена.

Полиэтилен обладает высокой морозостойкостью, высокой влагостойкостью, устойчив к действию крепких кислот, щелочей, и многих растворителей. Газонепроницаем, стоек к истиранию и вибрациям, предельная рабочая температура составляет 100оС.

Недостатками являются тепловое старение, при температурах свыше 80оС он растворяется в ароматических и хлорированных углеводородах, в сильных электрических полях снижается качество изоляции.

Полипропилен – это линейный неполярный полимер, получаемый из газа – пропилена.

Его свойства аналогичны полиэтилену, но он более хладостоек и гибок. Поливинилхлорид (ПВХ) – линейный термопластичный полимер, получаемый в результате полимеризации газообразного мономера винилхлорида в присутствии эмульгаторов и инициаторов. Это белый мелкодисперсный порошок.