Плотность и прочность ряда армированных фенопластов

Материал (в скобках – армирующий наполнитель)	Плотность, кг/м3	Прочность при растяжении, МПа	Удельная ударная вязкость, кДж/м2
Текстолит (ткань из органического волокна)	1300 – 1400	50 – 120	35
Асботекстолит (асбестовая ткань)	1600	100 – 120	30
Стеклотекстолит (стеклянная ткань)	1800 – 1900	270 – 280 (по основе)	75 – 115 (по основе)
Древесно-слоистый пластик (листы древесного шпона)	1300	130 – 260	30 – 80
Стеклопластик СВАМ (слои стеклянного шпона)	1900 – 2000	800 – 900 (вдоль волокон)

*Зависит от способа укладки листов шпона в ДСП

Улучшение эксплуатационных параметров различных машин и механизмов, в конструкции которых входят детали из пластмасс инженерно-технического назначения, достигается в результате использования целого ряда технических достоинств пластмассовых деталей.

К этим достоинствам относятся:

• большая удельная прочность;

• малая масса и связанная с нею малая инерционность;

• возможность работы в узле трения без смазки или при смазке водой (!); большая износостойкость при трении;

• способность к гашению вибраций;

• высокая коррозионная стойкость;

• бесшумность работы.

3.2.2. Применение пластмасс и синтетических смол в качестве электротехнических и радиотехнических материалов

Будучи химическими соединениями с ковалентными связями, органические полимеры обладают хорошими диэлектрическими свойствами и служат основой современных электроизоляционных материалов (диэлектриков). Напомним, что при помещении диэлектрического материала в электрическое силовое поле происходит процесс перестройки структуры материала, называемый поляризацией диэлектрика. В ходе процесса поляризации осуществляется ориентация (поворот) постоянных или/и наведенных молекулярных диполей преимущественно в направлении электрического поля, и в результате в объёме диэлектрика возникает электрический момент определённой величины (равный векторной сумме дипольных моментов молекул, входящих в рассматриваемый объём). При помещении полярного диэлектрика (частицы которого имеют свойства постоянных диполей) в переменное электрическое поле скорость процесса ориентации диполей может оказаться меньше скорости изменения электрического поля (при определенной частоте поля и температуре диэлектрика). В этом случае возникают диэлектрические потери.

Диэлектрические потери – это часть энергии электрического поля, которая необратимо рассеивается в диэлектрике в форме теплоты (происходит диссипация энергии). В результате материал греется, и его диэлектрического свойства ухудшаются (соответственно сокращается срок службы диэлектрика).

Величина диэлектрических потерь W в единице объёма полярного диэлектрика выражается формулой:

W =  ·Е²· ε'·ε_в·tgδ / 8 ,

где  - частота приложенного электрического поля;

 -напряженность электрического поля;

ε' - диэлектрическая проницаемость материала;

ε_в - диэлектрическая проницаемость в вакууме, Ф/м;

tgδ - тангенс угла диэлектрических потерь.

Угол диэлектрических потерь  – это угол (сдвиг по фазе), на который вектор электрического момента (J_ор) отстает в своих изменениях от изменений вектора напряжённости электрического поля (Е).

Из приведенной формулы следует, что величины ε' и tgδ и характер их зависимости от частоты и температуры имеют важное значение для практики, особенно при выборе диэлектриков для работы при высоких частотах. Диэлектрические свойства ряда полимеров приведены в табл. 8.

Таблица 8

Важнейшие электрические характеристики неполярных и полярных полимерных диэлектриков

Полимерный материал	tg δмакс при ω=106Гц	ε' при ω=106 Гц	Удельное объемное сопротивление, ρV, Ом·м	Электрическая прочность, Εпр, МВ/м
Полиэтилен (ПЭВД)	0,0002 – 0,0003	2,2 – 2,3	1018 – 1019	40
Полистирол (блочный)	0,0002 – 0,0003	2,5 – 2,6	1017 – 1018	30
Политетрафтор-этилен	0,0002 – 0,00025	1,9 – 2,2	1018 – 1019	40
Поливинилхлорид (жёсткий)	0,015 – 0,018	3,1 – 3,4	1016 – 1018	45
Полиамиды (алифатические)	0,03 – 0,09	3,0 – 3,5	1013 – 1015	15 – 20
Резины электроизоляционные	0,01 – 0,003	2,5 – 15,0	1013 – 1015	20 – 45

Полимерные диэлектрики отличаются сочетанием хороших диэлектрических свойств и достаточно большой механической прочности (при меньшей, чем силикатные материалы, плотности), и поэтому они являются в настоящее время незаменимыми материалами в производстве электротехнических и радиотехнических устройств (приборов, аппаратов, машин).