А27878 Андреев АК Материалы для низкотемпературной техники

В зависимости от внешнего вида пресс-материал выпускают следующих марок: АГ-4В – волокнит на основе стеклянных нитей марок БС6-100, БС6-200, БС6-100/200 или их смеси (не более 25 % стеклянных нитей), марок ЕС-100 ПТ, БС6-200 ПТ и БС6-100/200 ПТ. АГ-4В-10 – волокнит на основе стеклянных нитей марки БС10-200; АГ-4С – лента на основе стеклянных крученых комплексных нитей марок БС6-6,8х1х2 (100), БС5-5,6х1х2 (100). АГ-4НС – лента на основе 200- и 400-филаментных стеклянных нитей из алюмоборосиликатного стекла с элементарным волокном диаметром от 9 до 11 мкм. Пресс-материал марок АГ-4В и АГ-4В-10 выпускают в брикетах, марок АГ-4С и АГ-4НС – в рулонах, на катушках или в виде срезов с барабана. Ширина ленты пресс-материала марки АГ-4С составляет 15–350 мм, марки АГ-4НС – от 60 до 250 мм.

251

252

В табл. 5.44 приведены данные о свойствах хаотически армированного стеклопластика.

Таблица 5.44

Физико-механические свойства пресс-материала АГ-4В и АГ-4В-10

Аминопласты (табл. 5.45) являются термоупрочняемыми пластмассами. К ним относятся карбамидоформальдегидные смолы и меламиноформальдегидные смолы. Неупрочненная смола получается при поликонденсации формальдегида с карбамидом (смола карбамидоформальдегидная) или меламином (смола меламиноформальдегидная). Эти смолы имеют реактивные группы – СН2ОН, которые под влиянием нагрева (или кислотных катализаторов) способны к конденсации, в результате чего смолы упрочняются (приобретают пространственную сетчатую структуру).

253

Карбамидоформальдегидная неупрочненная смола имеет следующую структуру:

R = H при мольном соотношении реагентов; R = Н, CH2OH при избытке формальдегида.

Меламиноформальдегидная неупрочненная смола имеет такую структуру:

N N

C

R N CH2 ...

R = Н, CH2OH.

Упрочненные аминопласты твердые и жесткие. Их можно полировать и механически обрабатывать инструментами по металлу, они имеют хорошие электроизоляционные свойства, легко окрашиваются. Некоторые свойства аминопластов приведены в табл. 5.45.

Теплостойкость упрочненных аминопластов составляет около 100–120 °С. Образец, внесенный в огонь, начинает гореть не более чем через 1 мин. Вынутый из пламени, он не гаснет, но горит медленно (в действительности горят наполнители, сама смола негорюча). Огонь имеет желтый цвет (меламиновая смола) или желтый с зеленовато-голубой каймой (карбамидная смола). Остаток после горения растресканный, разбухший и покрыт по краям характерным белым налетом. Во время горения отчетливо чувствуется запах формальдегида и карбамида.

Упрочненные аминопласты стойки к воздействию воды, кислот, в том числе серной и азотной, щелочей и органических растворителей. Для склеивания таких аминопластов можно применять фенолоформальдегидные или карбамидоформальдегидные клеи.

254

Из аминопластов изготавливают клеи для дерева, электротехнические детали (розетки, выключатели) и галантерею, тонкие покрытия для украшения, лаки (так называемые печные), пенистые материалы.

Реактопласты с волокнистыми наполнителями представляют собой композиции, состоящие из следующих компонентов: связующего (смолы) и волокнистого наполнителя в виде очесов хлопка (волокниты), асбеста (асбоволокниты), стекловолокна (стекловолокниты). Волокниты применяют для изготовления деталей с повышенной устойчивостью к ударным нагрузкам, работающих на изгиб и кручение (втулок, шкивов, маховиков и др.).

255

Гетинаксы, текстолиты, асбопластики. Пластмассы на основе бумаги (гетинаксы) применяют в качестве электроизоляционного материала, работающего длительно при температурах от –65 до +105 °С, а также как конструкционный и декоративный материал. Для гетинаксов электротехнических марок применяют сульфатную изоляционную пропиточную бумагу; для электротехнического светопроницаемого гетинакса – сульфитно-тряпичную бумагу; в декоративных пластиках наряду с сульфатной бумагой для лицевых декоративных слоев используют в основном бумагу на основе сульфит-целлюлозы. В качестве связующих применяют резольные феноло- и крезолоформальдегидные смолы, анилинофенолоформальдегидные, эпоксидно-фенольные, мочевино- и меламиноформальдегидные смолы.

Пластмассы на основе бумаги обладают довольно высокой механической прочностью и хорошими электроизоляционными свойствами, которые определяются типом связующего, его содержанием в пластмассе и технологией изготовления материала. Так как механические свойства бумаги неодинаковы в разных направлениях, то пластмассы на их основе обладают анизотропией свойств (табл. 5.46).

256

Физико-механические и электроизоляционные свойства пластмасс на основе бумаги в значительной степени зависят от условий эксплуатации (температуры, влажности, агрессивности среды). С повышением температуры от –60 до +105 °С пределы прочности при растяжении, сжатии и изгибе снижаются, а удельная ударная вязкость растет (рис. 5.15). Длительное пребывание в ус-ловиях повышенной влажности и воды ухудшает механические и электроизоляционные свойства гетинаксов.

Рис. 5.15. Изменение механических свойств гетинакса

взависимости от температуры:

1– временное сопротивление при растяжении; 2 – при сжатии; 3 – при изгибе; 4 – удельная ударная вязкость

Одним из направлений применения фенолоформальдегидных смол (связующих) является фольгированный гетинакс (на основе электроизоляционной пропиточной бумаги).

Фольгированные материалы, облицованные медной электролитической оксидированной фольгой, предназначены для изготовления одно- и двусторонних печатных плат химическим методом, а медной электролитической гальваностойкой фольгой – для изготовления одно- и двусторонних печатных плат химическим и комбинированным методами. Характеристика гетинаксов различных марок приведена в табл. 5.47.

257

Таблица 5.47

Текстолитами называются пластмассы на основе тканевых материалов. Для их производства применяют в основном хлопчатобумажные (шифон, миткаль, бязь, нанка) ткани; значительно реже – льняные и синтетические материалы.

Качество текстолита зависит от веса используемой ткани. Легкие ткани (до 150 г/м2) хорошо пропитываются, что позволяет получать материалы с высокими механическими и диэлектрическими свойствами; текстолит на тканях среднего веса (до 300 г/м2) и тяжелых (свыше 300 г/м2) обладает соответственно более низкими свойствами.

Текстолит выпускают в листах толщиной до 8 мм и в плитах толщиной более 8 мм, а также в виде стержней и трубок. Промышленность изготавливает текстолит следующего назначения: поделочный, электротехнический, металлургический и специального назначения. Текстолит применяется также в качестве электроизоляционного материала для длительной работы при температуре от –65 до +105 °С, при относительной влажности окружающей среды (65 ± 15) % при (20 ± 5) °С. Некоторые свойства поделочного текстолита приведены в табл. 5.48.

258

Асбопластики – асботекстолит и асбогетинакс (асболит) – слоистые прессованные материалы, состоящие соответственно из слоев асбестовой ткани или асбестовой бумаги, пропитанных раствором синтетической смолы (табл. 5.49).

Таблица 5.49

Физико-механические свойства асбопластиков

259

Асботекстолит изготавливают в виде плит и листов различной толщины из асбестовой ткани на основе хризолитового асбестового волокна, на фенолоформальдегидных, реже – меламиновой и кремнийорганической смолах (см. табл. 5.49). Содержание смолы в пропитанной асбестовой ткани составляет 38–43 %. Из пропитанной смолами асбестовой ткани формуют также сложные асботекстолитовые изделия.

В качестве термоизоляционного материала для изделий, работающих кратковременно при высоких температурах, используют асботекстолитовые плиты толщиной 100 мм и разме-

ром 2400 1400 мм.

Электроизоляционный асботекстолит и асбогетинакс применяют для изготовления клиньев и распорок в роторах турбогенераторов и других деталей, которые должны иметь хорошие теплостойкость и механические свойства при относительно невысоких электрических показателях.

Электроизоляционный асботекстолит выпускают листами размером (965 ± 35) (1465 ± 35) мм и толщиной 6–60 мм.

Основную массу деталей из асботекстолита и асбогетинакса изготавливают путем механической обработки. Используя пропитанную асбестовую ткань, методом вакуумного или автоклавного формования получают крупногабаритные асботекстолитовые изделия. В этом случае наиболее широко применяют жидкие связующие, не содержащие или содержащие небольшое количество растворителя (например, жидкий бакелит и др.).

Крупногабаритные асботекстолитовые изделия находят широкое применение в качестве теплозащиты и теплоизоляции различных элементов конструкций, работающих длительно при 200–250 °С, ограниченно (1–4 ч) при 250–500 °С и кратковременно при 3000 °С и выше.

Листовые и слоистые стеклопластики охватывают группу стеклотекстолитов, ориентированных стеклопластиков и пластиков на основе холстов или матов. Стеклотекстолиты – слоистые пластики на основе тканых стекловолокнистых материалов (обычные и жгутовые стеклоткани, из крученых нитей) и синтетических смол (полиэфирные, эпоксидные, фенолоформальдегидные, кремнийорганические и их модификации).

260