3.22.5. Нагревостойкие высокополимерные диэлектрики

Нагревостойкость материала определяется энергией его межмолекулярных химических связей. Если тепловая энергия при нагреве превышает энергию химических связей, то материал подвергается интенсивному тепловому старению, а в итоге — разрушению.

Кремнийорганические синтетические полимеры, состоящие из молекул, построенных на основе групп атомов кремния и кислорода с присоединёнными к ним фенильным, метильным или этильным радикалами, могут быть жидкими, резиноподобными или твёрдыми. Межмолекулярные энергетические связи таких полимеров весьма велики, поэтому они отличаются повышенной стойкостью к воздействиям в виде нагрева, солнечного и радиоактивных облучений, их электроизоляционные качества мало изменяются под действием влаги, минеральных масел, озона. На них не остаётся токопроводящих треков от поверхностных электрических разрядов.

Кремнийорганические полимеры используют при производстве пластмасс, слоистых пластиков, стеклотканей, резин, лаков и компаундов. Изоляционные материалы на их основе могут работать при температурах –60…+180 ^ОС, а некоторые и до +220 ^ОС. Кремнийорганические полимеры тропикостойки.

Электроизоляционные качества кремнийорганических диэлектриков высоки: _V = 10¹³ Ом·м ;  = 2,6…3,5 ; tg = 0,001 ; Е_пр = 30…55 МВ/м , а электрическая прочность лаковых кремнийорганических плёнок достигает 80…120 МВ/м.

Фторопласт — продукт полимеризации сжиженного газа — тетра-фторэтилена в присутствии катализаторов. Энергетически прочные химические связи атомов углерода с атомами фтора обеспечивают весьма широкий диапазон его рабочих температур — от –269 до +250 ^ОС.

Фторопласты не горючи, но при температурах более +400 ^ОС , не размягчаясь, разлагаются с выделением токсичного фосгена.

Плотность фторопластов — около 2200 кг/м³, предел прочности при растяжении — 15…35 МПа, при больших механических напряжениях они начинают деформироваться, проявляя свойство холодной текучести.

Фторопласты противостоят действию растворителей, агрессивных сред, кислот и щелочей, они не смачивается водой, но малостойки к действию ионизирующих излучений. Фторопласты антифрикционны, поддаются всем видам механической обработки, кроме склеивания.

Электроизоляционные качества фторопластов высоки и весьма стабильны : _V = 10¹⁶ Ом·м ;  = 2,0 ; tg = 0,0003 ; Е_пр = 30 МВ/м , электрическая прочность фторопластовых плёнок достигает 100…180 МВ/м.

Фторопласты термопластичны. Прессованием с последующей термообработкой из порошкообразных фторопластов получают изоляционные изделия необходимой формы, а из тонких лент, срезаемых с цилиндрических заготовок, прокаткой делают электроизоляционные плёнки.

На основе растворимого фторопласта-4Д делают химо- и тропикостойкие лаки, плёнки, волокна для изолирования проводов и выполнения электроизоляционных покрытий.

Полиимиды — продукт поликонденсации ангидрида пиромеллитовой кислоты с ароматическими соединениями — диаминами.

Полиимиды противостоят действию воды, минеральных масел, большинства органических растворителей, разбавленных кислот и щелочей.

В качестве связующего термопластичные полиимиды входят в состав нагревостойких (до +250 ^ОС) пластмасс с неорганическими наполнителями. На их основе делают эмали, покровные, пропиточные и клеящие лаки для производства слоистых пластиков, плёнки толщиной от 5 мкм и более.

Полиимидные плёнки отличаются широким диапазоном рабочих температур — от –269 ^ОС до +220 ^ОС. Термическое разложение полиимидов происходит при температуре выше +400 ^ОС.

Основные характеристики полиимидных плёнок: _р = 100…120 МПа; _V = 10¹⁵ Ом·м ;  = 3,5 ; tg = 0,005 ; Е_пр = 100…150 МВ/м .