книги из ГПНТБ / Базарова Ф.Ф. Органические и неорганические полимеры в конструкциях радиоэлектронной аппаратуры

2. С в о й с т в а и п р и м е н е н и е н е к о т о р ы х

по л и м е р о в

Вконструкциях Р Э А находят применение органиче­ ские и неорганические стекла, керамические и стеклокристаллические материалы, различные эластомеры, пле­ ночные и волокнистые материалы, полученные на основе многих полимеров, большое количество полимерных ком­ позиций.

Ни ж е мы остановимся несколько подробнее на ха­ рактеристике важнейших полимерных материалов, перс­

пективных д л я использования в РЭА: высокочастотных и низкочастотных пластиков, стекол и ситаллов, некото­ рых керамических материалов .

2.1. Высокочастотные пластики

Среди многочисленных представителей органических полимеров особое место з а н и м а ю т высокочастотные пла­ стики: полистирол, полиэтилен, полипропилен, полиизобутилен, фторопласт-4 и некоторые их сополимеры. Они обладают комплексом специфических свойств, предопре­ деливших их преимущественное применение в устройст­

ком диапазоне частот, во всем диапазоне рабочих тем­ ператур HI в средах с повышенной влажностью . Эти свой­ ства обусловлены неполярной структурой и тем, что высокочастотные пластики являются продуктами полиме-

41

ризацни, т. е. в процессе производства они не загрязня ­ ются побочными продуктами реакции.

В а ж н е й ш и е характеристики высокочастотных пласти­ ков приведены в табл . 2.1. Видно, что, в отличие от дру­ гих пластиков, фторопласт - 4 имеет значительно более широкий диапазон рабочих температур; полистирол ха-

растеризуется более высокой механической прочностью;

ских полимеров. Влияние температуры и частоты на ди­

тельная оценка высокочастотных пластиков по их техно­ логичности, стоимости, эксплуатационным свойствам и области применения. Из нее следует, что дл я несущих элементов конструкции в большей степени пригоден по-

43

листирол; для ненагруженных деталей, предназначенных для работы в диапазоне С В Ч или в узлах трения, в аг­ рессивных средах и в широком диапазоне рабочих тем­ ператур целесообразнее использовать фторопласт-4, не­ смотря на его высокую стоимость.

При необходимости изготовления высокостабильных несущих элементов конструкции (печатных плат, карка ­ сов катушек индуктивности и т. д.) из ВЧ пластиков мы неизбежно сталкиваемся с непреодолимыми технологи­ ческими трудностями, которые обусловлены:

—повышенной усадкой пластиков в процессе пере­ работки;

—явлением ползучести;

—в сотни раз более высоким щ пластиков по сравне­

дого полимерного материала существуют свои специфи­ ческие методы, с помощью которых совершенствуют его свойства.

Полистирол блочный (ГОСТ 9440—68) наряду с хо­ рошими диэлектрическими свойствами характеризуется большой твердостью, аморфностью, прозрачностью и бесцветностью. Однако при неблагоприятных условиях при литье под давлением материал может приобрести нежелательную ' ориентацию по направлению течения, а при быстром охлаждении детален из блочного поли­ стирола в них могут возникать внутренние напряжения . Эти обстоятельства могут стать причиной анизотропии свойств материала и повышенной склонности деталей к растрескиванию при механической обработке, под влия­ нием активных растворителей или при неравномерных механических нагрузках. Эти недостатки могут быть устранены путем доработки технологического процесса:

—увеличением диаметра литника;

—изменением направления течения материала в лить­ евой форме;

—использованием метода литья в предварительно

подогретые до 80 °С ф о р м ы с последующим медленным их охлаждением;

46

— специальной термообработкой деталей, способст­ вующей устранению в них внутренних напряжений и т. д.

При необходимости получения деталей с повышенной ударопрочностыо используют сополимеры полистирола:

—с акрилонитрилом — сополимер СН;

—с метнлметакрилатом — сополимер МС ;

—с акрилонитрилом и бутадиеном — сополимер A B C ;

стирола созданы композиции ПТ и СТ. В качестве свя­

=50 Гц, МВ/м

Они предназначены дл я изготовления печатных плат, полоскозых линий передач, различных радиотехнических деталей. Композиции ПТ и СТ обладают достаточно вы­ сокой стабильностью геометрических параметров, имеют нормированные значения диэлектрической проницаемо­ сти, м а л ы е диэлектрические потери на высоких частотах (tg 5 — 0,001). Композиции СТ допускают эксплуатацию при температурах до 100°С, но характеризуются более высоким влагопоглощением.

47

Сополимер ABC обладает повышенной ударопрочностыо, стабильными геометрическими параметрами, имеет красивый внешний вид, обеспечивает хорошее вос­ произведение звука, что делает его перспективным для изготовления корпусов звуковоспроизводящих приборов, аппаратов и устройств.

Интересны т а к ж е сополимеры стирола с бутадиеном. Их выпускают в виде прозрачных жидких смол, пригод­ ных для использования в качестве связующего для стек­ лопластиков, пропиточных и заливочных компаундов, лаков, эмалей п т. д. Они способны отверждаться с об­ разованием пространственных структур, д л я которых ха­ рактерна повышенная теплостойкость. Высокие диэлек­

лическая структура. При нагревании выше температуры плавления фторопласт-4 переходит в аморфное состоя­

нается при температурах выше 350 °С) .

П р и дозах радиации порядка 107 —108 рад свойства деталей из фторопласта-4 существенно ухудшаются . Это обусловлено тем, что радиация способствует отщеплению атомов фтора и углеродная цепь в этих местах подвер­ гается окисляющему действию кислорода. В инертной атмосфере и в вакууме радиационная стойкость фторо­ пласта-4 значительно выше. В узлах трения фгоро- пласт-4 может работать без смазки при повышенных и низких температурах . Сильные окислители, в том числе азотная кислота и смесь азотной и соляной кислот («царская водка»), на него не оказывают вредного воз­ действия.

Отрицательным качеством фторопласта-4 является его хладотекучесть, т. е. повышенная склонность к де­

*> В США — тефлон, в Англии — флуон.

48

где \i — деформация за 1. суток, %; y i — д е ф о р м а ц и я за

фторопласта с гексафторпропиленом, о б л а д а ю щ и е хоро­ шей текучестью в расплаве, что дает возможность полу­ чать на их основе детали методами пластической дефор­ мации.

На основе модифицированного фторопласта - 4Д, имеющего шарообразную форму частиц (0,1—0,3 мкм) , получают стабильные эмульсии и пасты, пригодные для нанесения покрытий и дл я экструзии. Методом экстру­ зии из фторопласта - 4Д получают трубы, стержни, плен­ ки, наносят изоляцию на монтажные прозода.

Армирование фторопласта стекловолокном, асбестом, металлическими волокнами значительно расширяет воз­ можные области применения этого материала . Не следу­ ет забывать, что при высокотемпературной обработке деталей (под влиянием электрической дуги, нагретого ж а л а паяльника) в результате деструкции фторопласта-4