5. Неполярные, полярные и термостойкие органические диэлектрики.

Линейные диэлектрики в зависимости от механизма поляризации можно подразделить на:

• неполярные диэлектрики – газы, жидкости и твердые вещества в кристаллическом и аморфном состоянии, обладающие в основном электронной поляризацией; к ним относятся водород, бензол, парафин, полиэтилен, полистирол, политетрафторэтилен и др.;

• полярные (дипольные) диэлектрики – органические жидкие, полужидкие и твердые вещества, имеющие одновременно дипольно-релаксационную и электронную поляризацию; к ним относятся канифольные компаунды, феноло-формальдегидные и эпоксидные смолы, поливинилхлорид, целлюлоза, капрон и др.;

Электропроводность жидких диэлектриков связана со строением молекул жидкости и обусловлена ионами, образующимися в результате диссоциации молекул на заряженные частицы противоположного знака.

Неполярные жидкости (трансформаторное масло, бензол) имеют высокое удельное сопротивление 10¹⁰ –10¹³ Ом м. В таких жидких диэлектриках молекулы основного вещества практически не диссоциируют на ионы, а электропроводность в них обусловлена в основном движением ионов примесей.

В полярных жидкостях электропроводность зависит не только от примесей, но и вызывается диссоциацией молекул самой жидкости. К таким жидкостям относятся этиловый спирт, ацетон, дистиллированная вода. Удельное сопротивление полярных жидких диэлектриков составляет 10³ –10⁵ Ом м. Кроме того проводимость жидких диэлектриков зависит от температур. С увеличением температуры в результате снижения вязкости возрастает подвижность ионов и может увеличиваться степень тепловой диссоциации молекул, что приводит к увеличению проводимости.

Вода является полярным веществом, поэтому адсорбция влаги на поверхности зависит от полярности материала. Для неполярных материалов: полистирола, полиэтилена, политетрафторэтилена, угол смачивания которых больше 90^о (гидрофобные материалы), наличие высокой относительной влажности не приводит к снижению удельного поверхностного сопротивления ρ_s. В полярных материалах и в материалах, частично растворимых в воде (гидрофильных) наблюдается снижение удельного поверхностного сопротивления от влаги. Кроме того, к поверхности полярных диэлектриков могут прилипать различные загрязнения, также приводящие к снижению поверхностного сопротивления. Высокой поверхностной проводимостью обладают пористые материалы (керамика, волокнистые материалы на основе целлюлозы), так как процесс проникновения влаги в поры стимулирует образование проводимой пленки на поверхности диэлектрика. Для защиты таких материалов от действия влаги их покрывают пленками, например кремнеорганическими лаками.

материалы		материалы	
неполярные		полярные
Парафин	1,9-2,2	Поливинилхлорид	4
Полиэтилен	2,4	Эпоксидная смола	3,8
Полистирол	2,5-2,6	Фенолоформальде-гидная смола	5
Политетрафтор-этилен	1,9-2,2	Целлюлоза	6,5
Поликарбонат	2,9

Полистирол (ПС) – это неполярный аморфный прозрачный полимер с нулевой степенью кристалличности. Температура стеклования Т_с находится в области 90-100 ^оС, поэтому при нормальной комнатной температуре это жесткий, хрупкий полимер.

ПС получают методами блочной, суспензионной или эмульсионной полимеризации из стирола. Структура ПС состоит из линейных полимерных макромолекул с фенильными радикалами [-CH₂-CHC₆H₅-]_n. При молекулярной массе М 30000-70000 он представляет из себя вязкие жидкости (применяется для лаков), а при М равной 200000-300000 является твердым полимером. Основные физико-механические свойства блочного ПС приведены в табл.2.2. Свойства эмульсионного и суспензионного ПС мало отличаются от блочного.

ПС стоек против действия щелочей, многих органических и минеральных кислот, трансформаторного масла, глицерина, но он набухает в 65 %-й азотной кислоте, в бензине и керосине; растворим в ароматических и хлорированных углеводородах, в сложных эфирах. При температуре 200 ^оС ПС разлагается с образованием стирола и других низкомолекулярных соединений.

Полистирол является неполярным материалом, диэлектрические свойства которого мало изменяются от температуры примерно до 70 ^оС.

Полистирол обладает относительно низкой механической прочностью и низкой ударной вязкостью, кроме того имеет невысокую нагревостойкость и склонность к быстрому старению. Старение выражается в появлении на поверхности сетки мелких трещин из-за удаления присутствовавшего мономера и из-за неравномерных напряжений вследствие неодинаковой степени полимеризации. Для устранения про­цесса старения и повышения пластичности полистирол эластифицируют синтетическими каучуками, что позволяет применять его в качестве конструкционного материала (свойства такого ПС будет рассмотрено в разд. 2.4).

Из полистирола изготавливают каркасы ВЧ катушек индуктивности, изоляцию ВЧ кабелей, корпуса приборов, пленки (стирофлекс) для конденсаторов типа К71, опорные изоляторы антенн. На основе полистирола изготавливают пропиточные и покровные компаунды для дросселей и трансформаторов.

Ударопрочный полистирол. Полистирол является одним из самых дешевых и доступных полимеров, обладающих высокими технологическими свойствами при формообразовании из него изделий методом литья под давлением, высокими диэлектрическими параметрами (неполярный диэлектрик). Это аморфный полимер с нулевой степенью кристалличности с температурой стеклования Т_ст 90-110 ^оС, поэтому полистирол обладает наиболее низкой среди конструкционных термопластичных материалов ударной прочностью - стандартная ударная вязкость его не превышает 20 кДж/м² при испытаниях образца без надреза и 2,5 кДж/м² при испытаниях образца с надрезом. Это ограничивает применение его в изделиях, подвергаемых динамическим нагрузкам.

Ударопрочный полистирол получают методом полимеризации стирола с бутадиеновым или бутадиен-стирольным каучуком.

Известны несколько марок ударопрочных полистиролов, отличающихся количеством эластифицирующих элементов и различных добавок (марки УПС, УПМ, УПК).

В ударопрочном полистироле по сравнению с блочным ПС снижается жесткость (модуль упругости при изгибе уменьшается с 2700 Мпа до 2100 МПа) и прочность (прочность на растяжение с 35 МПа до 25 МПа), однако увеличивается ударная вязкость исходная с 20 кДж/м² до 60 кДж/м² и ударная вязкость с надрезом с 2 кДж/м² до 8 кДж/м².

При этом увеличивается относительное удлинение до 15-35 %.

С введением каучука снижается стойкость к окислению и УФ-излучению, но обычно ударопрочный полистирол стабилизируют введением антиоксидантов фенольного типа, двуокиси титана.

Ударопрочный ПС применяется для изготовления различных деталей высокочастотного оборудования, корпусов приемников, телевизоров, телефонов и других изделий радиоэлектронных средств.

Поликарбонат (ПК) - сложный полиэфир, получаемый поликонден­сацией дифенилолпропана и угольной кислоты (фосгена), который вы­пускается под названием дифлона. ПК является прочным, жестким, прозрачным материалом со степенью кристалличности около 20 %. Структурная формула поликарбоната изображена на рис. 2.1 б; основные физико-механические свойства представлены в табл. 2.3.

ПК является слобополярным полимером, он сочетает ряд хороших свойств: относительно высокую температуру размягчения, хорошие механические свойства в широком интервале температур, атмосферостойкость и влагостойкость, высокую температуру воспламенения и затухает при удалении его из пламени.

Поликарбонат химически стоек к растворам солей, разбавленных щелочей и минеральных кислот; выдерживает светотепловое старение и тепловые удары, тропикостоек, но ограниченно стоек к концентрированным растворам концентрированных щелочей, нестоек к действию аммиака и аминов.

ПК применяется в виде пленки для изоляции силовых трансформаторов и в качестве прокладок конденсаторов, для изготовления установочных деталей радиотехнического назначения (каркаса трансформаторов, корпуса и т.д.).

Поликарбонат модифицированный. Гетероцепные термопластические полимеры с низкой степенью кристалличности, к которым относится поликарбонат, и в условиях эксплуатации обладают большой ударной вязкостью, чем карбоцепные (см. табл. 2.3). Но с понижением температуры и при наличии концентраторов напряжения ударная вязкость их падает. Для повышения ударной вязкости с надрезом при сохранении жесткости, теплостойкости и статической прочности поликарбонат модифицируют различными добавками (фторопласт-42, двуокись титана, привитый сополимер АВС). Основные физико-механические свойства модифицированного ПК приведены в табл. 2.5.

Модифицированный ПК применяется для изготовления деталей РЭС сложной конфигурации, работающих при повышенных динамических нагрузках.

Поливинилхлорид (ПВХ) является термопластичным полимером со степенью кристалличности 10-25 %, получаемым полимеризацией винилхлорида. Химическая формула макромолекулы ПВХ [- CH₂-CHCl-]_n; в молекуле один атом Н заменен атомом Cl, поэтому поливинилхлорид является полярным диэлектриком. Благодаря сильным полярным межмолекулярным связям, прочно соединяющим молекулярные цепи, ПВХ является прочным, жестким и негибким полимером. ПВХ до 60 ^оС стоек против действия соляной кислоты любой концентрации, серной кислоты - до 90 %-й, азотной до 50 %-й и уксусной до 80 %-й концентрации. ПВХ не изменяется при воздействии щелочей любых концентраций, промышленных газов, растворов солей Nf, Al, K, Cu, Fe и других металлов, а также бензина, керосина, масел, жиров, спиртов, глицерина. С физиологической точки зрения ПВХ совершенно безвре­ден, но при нагреве и при механических воздействиях при температу­ре выше 100 ^оС наблюдается деструкция макроцепей, проявляющаяся в выделении HCl и небольшого количества ароматических углеводородов (бензол), которые оказывают вредное воздействие (раздражение глаз и слизистой оболочки носа). При горении ПВХ выделяется большое количество тепла, образуется густой плотный дым.

Непластифицированный твердый ПВХ называется винилпластом. Применяется он для изготовления баков аккумуляторов, защитных покрытий для металлических емкостей, изоляционных трубок. Недостатком этого материала является низкая рабочая температура (не выше 70 ^оС), хрупкость при низких температурах (Т_хр = -10 ^оС).

Для придания эластичности в ПВХ добавляют пластификаторы, в качестве которых используют хлорированный полиэтилен, сополимеры стирол-акрилонитрила или бутадиен-стирол-акрилонитрила. Пластифи­цированный ПВХ имеет морозостойкость от -15 до -50 ^оС, а температуру размягчения 160-195 ^оС. Он применяется для изоляции монтажных проводов и низкочастотных кабелей низкого напряжения, изоляционных трубок, липких изоляционных лент и так далее.

Эпоксидные смолы (ЭП) это олигомеры или мономеры, содержащие в молекуле эпоксидные группы, обладающие высокой активностью и способные превращаться в полимеры пространственного строения. Эпоксидные смолы являются продуктами поликонденсации многоатомных фенолов и других соединений, в которых имеется эпоксидная группа. Наиболее распространена смола, получаемая при конденсации эпихлоргидрина глицерина (содержит эпоксидную группу) с дифенилолпропаном (диамином), называемая обычно диановой.

Эпоксидные смолы сами по себе не затвердевают и не обладают технически необходимыми свойствами. ЭП представляют собой вязкие жидкости, которые растворяются во многих органических растворителях (ацетон, толуол, хлорированные углеводороды и др.), не растворимы в воде, бензине, ограниченно растворимы в спиртах. Благодаря высокой реакционной способности эпоксидных групп ЭП сильно взаимодействуют с некоторыми веществами (отвердителями), в результате чего получается твердой полимер с пространственной молекулярной структурой.

Отверждение производится при комнатной или повышенной (90-140 ^оС) температурах. При этом получается полимер без пузырей, с малой усадкой, процесс отверждения не требует применения давления.

Для холодного отверждения эпоксидных смол применяют алифати­ческие полимеры в определенном количестве (5-15 %) от массы эпоксидного олигомера. Процесс отверждения длится в течение 24 часов.

Для горячего отверждения используются ароматические диамины, ангидриды карбоновых кислот и некоторые другие. Процесс отверждения происходит при температуре не ниже 100 ^оС в течение 4-16 ч. На свойства ЭП оказывают влияние тип отвердителя и соответствующие условия отверждения.

Некоторые физико-механические свойства ЭП приведены в табл. 2.6. Эпоксидные смолы имеют более высокие диэлектрические параметры по сравнению с фено-лоформальдегидными смолами. Достоинством эпоксидов являются малая усадка, высокая смачивающая способность и адгезия к различным материалам, влагостойкость, механическая прочность, химическая стойкость и совместимость с другими видами смол. Широкое применение нашли модифицированные ЭП, получаемые путем химического взаимодействия эпоксидной смолы с кремнеорганической, фенолоформальдегидной и другими смолами.

Эпоксидные смолы как связующее вещество используют при изготовлении листовых слоистых пластмасс, пресс-материалов. Эпоксидные компаунды, обладающие малой усадкой при затвердевании, применяются для пропитки и заливки отдельных узлов радиоаппаратуры, для герметизации полупроводниковых приборов и интегральных микросхем. Кроме того, отвержденные некоторые эпоксидные смолы оптически прозрачны в видимой и ближней инфракрасной областях спектра, благодаря этим свойствам они используются в оптоэлектронных приборах (фотоприемниках, светодиодах).

Политетрафторэтилен (ПТФЭ) [-CF₂-CF₂-]_n – (фторопласт-4) (термостойкие ненаполненные пластмассы) линейный термопластический полимер белого цвета, который получают полимеризацией газа тетрафторэтилена в присутствии инициаторов. ПТФЭ является полимером со степенью кристалличности около 90 %; аморфная фаза находится в высокоэластическом состоянии, что придает ему относительную мягкость. Кристаллическая структура его нарушается при нагреве около 327 ^оС - полимер становится прозрачным и переходит в высоко­эластическое состояние. Высокоэластическое состояние сохраняется без перехода в вязкотекучее вплоть до температуры около 415 ^оС, при которой наблюдается интенсивное разложение полимера (деструкция) с интенсивным выделением газообразных продуктов.

ПТФЭ является наиболее химически стойким полимером из всех известных. При температуре до 260 ^оС он не растворяется ни в одном растворителе, на него не действуют щелочи и кислоты, сильные окислители и другие агрессивные вещества; по химической стойкости превосходит золото и платину.

Политетрафторэтилен негорюч, он способен загораться только в чистом кислороде, при этом теплота сгорания его в 10 раз меньше чем, например, полиэтилена. Он горит только в открытом пламени, но после его удаления горение прекращается. При нагреве в вакууме не выделяет газообразных продуктов (до 250 ^оС).

Политетрафторэтилен не смачивается водой при кратковременном погружении, но смачивается при пребывании в дистиллированной воде в течение 15-20 суток; стоек к воздействию тропического климата и не подвержен действию грибковой плесени. Он не выдерживает лишь воздействие расплавленных щелочных металлов, а также трехфтористого хлора, газообразного фтора при 150 ^оС и набухает в перфторированных керосинах при 300 ^оС.

Высокая химическая стойкость и нагревостойкость политетрафторэтилена по сравнению с углеводородами обусловлены тем, что атомы фтора создают сильное поле, экранирующие углеродную главную цепь макромолекулы от внешнего воздействия. Сама оболочка из атомов фтора также проявляет инертность по отношению к воздействиям различных сред вследствие высокой энергии ковалентной связи C-F.

К недостаткам ПТФЭ относятся ползучесть и адгезионная инертность. Ползучесть проявляется под действием небольших механических нагрузок уже при 20 ^оС. Для снижения ползучести в полимер вводят наполнители: стекловолокно, дисульфид молибдена и др. Адгезионная прочность определяет низкую склеивающую способность ПТФЭ к другим материалам, поэтому перед склеиванием его поверхность подвергают особой обработке, например химическим травлением в расплаве окис­лителей при Т = 370 ^оС или обработкой тлеющего разряда в кислороде.

Основные физико-механические свойства политетра-фторэтилена приведены в табл.2.4.

ПТФЭ имеет самые низкие диэлектрические потери и низкую диэлектрическую проницаемость из всех существующих неполярных полимеров. Причем диэлектрические параметры практически не меняются в диапазоне частот от 50 Гц до 10¹⁰ Гц и при повышении температуры до 200 ^оС. Он применяется в качестве высокочастотного изоляционного и конструкционного материала повышенной надежности, эксплуатируемого в жестких условиях, в медицинской аппаратуре, химически стойкого покрытия металлических емкостей, труб, деталей, работающих в контакте с агрессивными средами.

Пленки из ПТФЭ, армированные стеклотканью и неармированные, применяются для изготовления гибких печатных схем, соединительных гибких шлейфов, полосковых линий с малым волновым сопротивлением, прокладок для конденсаторов. Армированные стеклотканью пластики находят применение для изготовления печатных плат в СВЧ диапазоне. Ненаполненный политетрафторэтилен является лучшей изоляцией высокочастотных коаксиальных кабелей ответственного назначения, отличным изолятором для СВЧ разъемов. Наполненный графитом полимер применятся для изготовления подшипников скольжения, втулок.

Политетрафторэтилен не охрупчивается, т.е. сохраняет пластические свойства, вплоть до температуры жидкого гелия, поэтому он является незаменимым изолятором и конструкционным материалом в криоэлектронике.

Детали из ПТФЭ изготовляют путем прессования с последующим спеканием. В связи с выделением вредных газов при термообработке выше 250 ^оС помещение и установки необходимо оборудовать приточно-вытяжной вентиляцией с фильтрами.

Политетрафторэтилен выпускают под названием фторопласт-4 (фторолон-4). Существует несколько разновидностей фторопласта-4 (фторопласт-4Д; фторопласт-40 и другие), которые отличаются формой и размерами частиц, молекулярной массой, методами переработки в из­делие. Но основные физико-механические свойства их мало различаются.

Политетрафторхлорэтилен (Фторопласт-3) - линейный термопластич­ный полимер белого цвета со структурной формулой макромолекулы [-CF₂-CFCl-]_n. Политрифторхлорэтилен (ПТФХЭ), медленно охлажденный после формования, имеет степень кристалличности 80-85 %, а зака­ленный - 12-40 %. Введение атома хлора нарушает симметрию боковых групп звеньев макромолекулы, поэтому фторопласт-3 является полярным материалом. Диэлектрические свойства его снижаются по сравнению с ПТФЭ, но механические повышаются - увеличивается прочность, ударная вязкость, снижается относительное удлинение примерно в 10 раз, отсутствуют хладотекучесть (табл. 2.4).

Фторопласт-3 не горюч, атмосферно стоек, химически инертен, имеет низкую газо- и влагопроницаемость. Он стоек к действию растворов щелочей, сильных окислителей, кислот, газообразных фтора и хлора. При комнатной температуре ПТФХЭ не растворяется в органических растворителях, но набухает в тетрахлорэтилене, в эфире, ксилоне; растворяется в некоторых растворителях при температуре выше их температуры кипения, разрушается под действием распыленных щелочных металлов.

Диапазон рабочих температур ПТФХЭ составляет -195  +190 ^оС. При нагреве выше 260 ^оС снижается молекулярная масса, что приводит к ухудшению физико-механических свойств полимера. При нагреве выше 300-350 ^оС процесс деструкции резко возрастает с выделением токсичных газообразных продуктов. Поэтому изделия из фторопласта-3 перерабатывают в помещениях с хорошей приточно-вытяжной вентиляцией.

Немодифицированный и модифицированный ПТФХЭ применяется как изоляционный и конструкционный материал, работающий при больших механических нагрузках, чем ПТФЭ, в области низких частот.

Полиимиды (ПН) - это полимеры, содержащие в основной цепи макромолекулы циклическую имидную группу

В зависимости от химического строения примыкающих к имидной группе радикалов ПИ могут быть ароматические, алифатические и амициклическими, а по структуре цепи - линейными и трехмерными т.е. с поперечными связями. Наибольшее практическое применение нашли ароматические линейные полимеры, благодаря их высоким физико-механическим свойствам в широком интервале температур. Строение этих полимеров представляется общей формулой

где Q и R - различные ароматические группировки: Q - диангидридный фрагмент макромолекулы, R - диамидный фрагмент макромолекулы.

Все синтезированные полиимиды разделяются на четыре группы, различающихся по химическому строению групп Q и R и по физическим свойствам, и в первую очередь по способности размягчаться и плавиться.

Группа А-ПИ, состоящая только из ароматических групп и имидных циклов. Это жесткие, хрупкие и не размягчающиеся полиимиды.

Группа Б-ПИ, имеющая шарниры в диангидридном фрагменте Q. Это также хрупкие и не размягчающиеся полимеры, обладающие небольшой эластичностью.

Группа В-ПИ, содержащая шарнирные атомы и группы в диаминном фрагменте R. Эти полимеры образуют жесткие, прочные и эластичные пленки. У них отсутствуют четко выраженный стабильный температурный интервал плавления.

Группа Г-ПИ, содержащая шарнирные атомы и группы одновременно в диангидридном (Q) и диаминном (R) фрагментах полимерной цепи. Они эластичны при комнатной температуре, имеют четкую температуру размягчения, обладают наименьшей плотностью. Многие из них способны к кристаллизации, имеют четкие температуры размягчения и плавления кристаллической фазы.

Наибольшее распространение получили полиимиды группы В (полипирометиллитимиды), где в качестве диаминного фрагмента R присутствуют ароматические группировки и атомы кислорода и серы, являющиеся шарнирами. Это улучшает прочностные и адгезионные свойства ПИ без снижения термической стабильности.

Полиимиды относятся к наиболее термостойким органическим полимерам. Химическая деструкция наступает лишь при температурах выше 400 ^оС. Основными продуктами деструкции являются СО и СО₂. Пленка, полученная из ПИ, не плавится и не разрушается до 800 ^оС. При 500 ^оС полиимидная пленка вдвое прочнее, чем пленка из полиэтилена при 20 ^оС, сохраняет полную эластичность после нагрева при 300 ^оС в течение 25-30 суток. Эмалированные провода с полиимидной изоляцией после нагрева при 300 ^оС через 10 суток могут изгибаться без растрескивания. Наряду с высокой нагревостойкостью ПИ обладают исключительной холодостойкостью - при охлаждении до 269 ^оС механические свойства их практически не меняются.

Полиимид является слабополярным материалом, так как _r = 3,5, а tg = 610^-4 - 1,610^-3. Электрическая прочность и удельное сопротивление пленок высоки - при температуре 250 ^оС Е_пр составляет около 115 мВ/м, удельное сопротивление _v равно 10¹¹ Омм. Основные диэлектрические физико-механические свойства ПИ приведены в табл. 2.4.

ПИ характеризуются хорошей стойкостью к органическим раство­рителям, маслам и разбавленным кислотам, плеснестойки, но не стойки к щелочам и перегретому пару, под действием которого они гидролизуются. В концентрированных кислотах (азотная и серная) полиимиды растворяются. Вода в обычных условиях на ПИ мало действует, даже при кипячении в воде полиимидная пленка сохраняет свою гиб­кость.

Полиимиды чрезвычайно устойчивы к действию излучений высокой энергии. В условиях, когда большинство полимеров полностью разрушается, в ПИ происходят едва заметные изменения. Так доза -лучей в 1000 Мрад почти не снижает прочность ПИ и незначительно снижает эластичность. При этом облучение найлона такой же дозой практически приводит его к непригодности, а волокна из полиэтилентерефталата становятся непригодными после облучения в 500 Мрад. Кремнеорганические полимеры снижают механические свойства на 13 % после облучения дозой 1050 Мрад. Электрические характеристики ПИ менее чувствительны к радиации, чем механические.

Полиимид стабилен при нагреве в вакууме, поэтому его можно использовать как подложки гибких тонкопленочных коммутационных плат. Способность к травлению концентрированными щелочами позволяет получать малые отверстия диаметром 70-100 мкм - это используется для изготовления переходных отверстий в многослойных печатных платах на основе пленок ПИ. Для нанесения тонкопленочных проводников вакуумным напылением поверхность пленок ПИ активируют травлением концентрированной щелочи NaOH. Возможна активация поверхности ПИ в электронной плазме.

Полиимид применяется в качестве изоляционного и конструкторского материала, работающего при высоких температурах, стойкого против различных излучений и агрессивных сред. На основе ПИ выпускаются пленки, применяемые при изготовлении плоских кабелей, гибких печатных схем, многослойных печатных плат. Для изготовления установочных деталей, работающих при повышенных температурах, применяют ненаполненный и стеклонаполненный ПИ (полиалканимид АИ-1Г, АИ-ЭК-1), обладающий помимо высокой нагревостойкости повышенной прочностью и износостойкостью. Пластики на основе полиимидной связки с углеродным наполнителем имеют разрушающее напряжение при растяжении около 400 МПа.

На основе ПИ изготовляют лаки для изоляции обмоточных проводов (марка ПЭТ-имид), выдерживающих высокие температуры в течение нескольких лет.

Кроме полиимидов с линейными макромолекулами получены ПИ с пространственной структурой (термореактивные ПИ), на основе которых получены пресс-материалы с различными наполнителями. Такие пресс-материалы применяют для изготовления установочных деталей, работающих до температуры 250 ^оС.

Полисульфон – это слабополярный простой ароматический полимер, структурная схема макромолекулы которого имеет вид

Звенья макромолекулы -SO₂- повышают стойкость полимера к нагреву, а звенья -О- и -С(СН₃)₂- уменьшают жесткость. Полисульфон имеет повышенную стойкость к окислению и нагревостойкость; стоек к действию кислот, щелочей и обладает маслостойкостью при повышенных температурах.

Основные свойства полисульфона приведены в табл. 2.4. Механические свойства стабильны в интервале -100  +150 ^оС. Электрические характеристики существенно не меняются до 170 ^оС.

Полисульфон применяется в виде пленок и для изготовления деталей (контактодержатели, основания печатных плат, цоколи), подвергающиеся воздействию повышенных механических и тепловых нагрузок.

ФЕНИЛОН - это ароматический полиамид, который содержит фенильные радикалы, соединенные группами -NH-CO-. Фенилон представляет аморфный полимер, который при последующем нагревании при 340-360 ^оС быстро кристаллизуется. Для него характерна высокая температура стеклования (Т_ст до 430 ^оС) и высокая температура химической и радиационной стойкости; растворим лишь в концентрированной серной, хлорсульфоновой кислоте. По сравнению с капроном обладает более высокой изностойкостью и сопротивлением усталости.

Благодаря высоким прочностным свойствам, нагрево-, износо- и химостойкости фенилон применяется для изготовления деталей, работающих при высоких температурах. Кроме того, он рекомендуется при изготовлении тонкостенных деталей с высокой точностью размеров.

Полиэтилентерефтолат (лавсан) - сложный полиэфир, получаемый поликонденсацией этиленгликоля и терефталевой кислоты, имеющий структурную формулу

Полиэтилентерефталат (ПЭТФ) - это полярный прозрачный полимер кристаллического или аморфного строения, обладающий значительной механической прочностью и высокой температурой размягчения (260 ^оС). Некоторые физико-механические свойства приведены в табл. 2.3.

ПЭТФ весьма устойчив к термической и термоокислительной деструкции, однако из-за изменения надмолекулярной структуры при повышенных температурах (при нагреве выше 80 ^оС начинает кристаллизоваться) в присутствии воды он теряет эластичность и становится хрупким в процессе длительной эксплуатации при температуре выше 140 ^оС. ПЭТФ обладает сравнительно высокой химической стойкостью, стоек к действию подавляющего большинства органических растворителей, устойчив в условиях тропического климата. Он растворяется лишь в фенолах и частично диметилформамиде и подобных амидных растворителях.

Полиэтилентерефталат литьевой применяется для изготовления различных конструкционных деталей (корпуса выключателей, кнопки управления, шестерни). Важной особенностью ПЭТФ является его высо­кая механическая прочность в ориентированных полимерах - пленках, волокнах, достигающая 200 МПа. Пленки лавсана находят широкое применение для изготовления лент магнитной записи, гибких печатных плат, кабелей, шлейфов, прокладок конденсаторов. Лавсановые волок­на используются для изготовления тканей и синтетической бумаги, имеющих высокие прочностные характеристики и применяемые в качестве изоляционных прокладок.