Применение полимеров в рэа

Блочный полистирол выпускают в виде прозрачных пластин, прутков и листов. Эти изделия получают путем разлива частично полимеризованного стирола в нагретые до 120–140⁰С металлические формы, в которых процесс полимеризации заканчивается.

Структурная формула имеет вид:

–С–СН–

I

C₆Н₅ n

Из блочного полистирола изготавливают изоляционные платы, каркасы катушек, диэлектрические антенны и др. радиодетали.

Полистиролы хорошо растворяются в нейтральных растворителях (бензоле, толуоле, ксилоле и др.), но не растворяются в спиртах и растительных маслах.

Детали из них не разрушаются под действием кислот и щелочей (за исключением азотной кислоты).

Верхний предел рабочих температур невысок (70–75⁰С).

Полистиролы состоят из молекул линейной структуры, но они располагаются хаотически, поэтому они являются относительно хрупкими материалами.

Размягченный полистирол вытягивают через узкую щель (фильеру), что позволяет ориентировать большинство его молекул в направлении вытягивания.

Таким способом получают гибкие прозрачные полистирольные пленки толщиной 20 – 100мкм. Полистирольные пленки имеют тот же высокий уровень электрических характеристик, что и блочный полистирол. Их применение в качестве гибкой изоляции высокочастотных кабелей и в производстве пленочных полистирольных конденсаторов.

Основными недостатками всех видов полистирола является относительно малая теплостойкость (70–75⁰C) и невысокая ударная вязкость.

Ударопрочный полистирол представляет собой смесь полистирола с синтетическими каучуками или сополимеров стирола с акрилонитрилом и каучуками.

Главной областью применения ударопрочных полистиролов являются узлы радиоаппаратуры, работающие в диапазоне частот до 1 МГц, а также низкочастотные радиодетали с повышенной прочностью к ударным нагрузкам.

Это полупрозрачные материалы или чаще окрашенные в белый, кремовый и др. цвета.

Полиэтилены – высокополимерные диэлектрики, получаемые полимеризацией газообразного вещества – этилена (Н₂С=СН₂) при высоком, среднем или низком давлении. В зависимости от давления, при котором протекает полимеризация этилена, различают полиэтилены высокого давления (ВД), среднего (СД) и низкого (НД) давления.

Структура полиэтилена линейная.

Все разновидности полиэтилена имеют белую или светло–серую окраску.

К достоинствам всех видов полиэтиленов относятся их химическая инертность, водостойкость и высокий уровень электрических характеристик стабильных в широком диапазоне частот. Полиэтилены легко свариваются и поддаются всем видам мехобработки.

Температура плавления полиэтилена:

ВД -108⁰С; НД -120⁰С; СД – 130⁰С.

При температурах до 50⁰С они не растворяются ни в одном из растворителей.

Недостатки полиэтиленов: их невысокая теплостойкость, старение под действием солнечных лучей, что снижает электрические и механические характеристики.

Область применения полиэтилена та же, что и полистирола.

Специальные виды полиэтилена

Пористый полиэтилен дает возможность значительно уменьшить вес изоляции и диэлектрическую проницаемость довести до заданной величины.

Поры этого материала образуются вследствие температурного разложения порофора (порообразующего вещества). Размер пор порядка 0,1 – 0,25мм.

Полупроводящий полиэтилен содержит в соотношении 1:1:1,3 полиэтилен, полиизобутилен и ацетиленовую сажу.

Негорючий полиэтилен содержит в своем составе оксид сурьмы Sb₂O₃ и хлорированные углеводороды (хлорпарафин –C₂₄H₄₃Cl₇)

Боронол – радиационно стойкий полиэтилен с наполнителем в виде соединений бора (борная кислота, карбид бора).

Полиформальдегид – высокомолекулярный материал, получаемый в результате полимеризации газа формальдегида (СН₂О) в одном из инертных растворителей.

Структура молекул полиформальдегида линейная и в идеальном случае имеет вид:

…–СН₂–О–СН₂–О–СН₂–О–СН₂–О–… –> (–СН₂–О–)n

Изделия из полиформальдегида имеют цвет слоновой кости с перламутровым оттенком. Их можно окрашивать в различные цвета.

Полиформальдегид имеет четко выраженную температуру плавления – 170⁰С.

Характерными свойствами полиформальдегида являются высокий уровень механических характеристик, стабильность размеров. Электрические характеристики остаются практически постоянными в широком интервале температур (от –120 до +150⁰С). Они также мало изменяются от частоты приложенного напряжения.

Стабилизированные виды полиформальдегидов обладают значительной стойкостью к тепловому старению. Термическая деструкция, т.е. разрушение под действием нагрева начинается при температуре 260–270⁰С и выше, у нестабилизированных – при 100–110⁰С.

В радиотехнике применяют стабилизированные виды полиформальдегида.

Их теплостойкость +150..+160⁰С, холодостойкость –70⁰С; поэтому длительно допустимый интервал рабочих температур для деталей из этого материала должен находиться в пределах от –60 до +120⁰С.

Стабилизированные полиформальдегиды отличаются высокой химической стойкостью. До 50^0С они не растворяются и на них не действует разбавленные кислоты, щелочи, а также смазочные масла.

Поливинилхлорид – высокополимерный материал, получаемый в результате полимеризации газообразного вещества хлористого винила (Н₂С=СН-Cl) при участии инициатора Н₂О₂.

Структура молекул поливинилхлорида имеет вид:

…–СН₂–СН–СН₂–СН–СН₂–СН–…–> (–СН₂–СН–)n

|

Cl

Характерные свойства: высокая химическая стойкость и уровень механических характеристик, стойкость к возгоранию и тропикостойкость.

Из поливинилхлорида получают два вида электроизоляционных материалов: винипласт и пластикат. Последний находит широкое применение в радиоустройсвах.

Пластикат обычно окрашен в синий, черный, желтый и др. цвета. Красители вводятся для защиты материала от светового старения, а также для легкого распознавания монтажных проводов в радиоустройствах.

Пластикат без введения красителей – прозрачный материал с желтоватым оттенком. Из него изготавливают также гибкие изоляционные трубки и липкую изоляционную ленту.

Предельные рабочие температуры: –40..+70⁰С.

Фторопласт–4 (фторлон–4) – политетрафторэтилен, получаемый в результате реакции полимеризации газа – тетрафторэтилена (F₂C=CF₂).

Структура молекулы имеет вид:

F F

| |

–CF₂–CF₂–CF₂–…–> –C–C–n

| |

F F

Симметричность строения молекул фторопласта–4 и высокая степень чистоты обеспечивает ему высокий уровень электрических характеристик в широком диапазоне частот.

Большая энергия химической связи между атомами углерода и фтора обеспечивает высокие холодоустойчивость и нагревостойкость.

Радиодетали, изготовленные из фторопласта–4, могут длительно работать в широком интервале температур (–195..+250⁰С).

Высокая химическая стойкость, негорючесть и отсутствие гигроскопичности позволяет широко применять фторопласт–4 в радиоустройствах (изоляционные трубки, ленты, пленки для изготовления высокочастотных конденсаторов).