7.2. Термореактивные полимеры – реактопласты.

Реактопласты – это пластические массы, отверждающиеся при нагревании. При отверждении происходит образование поперечных связей, сшивка. В результате образуются сетчатые полимеры – твёрдые, механически прочные (модуль упругости до 4,5 ГПа), неплавкие, нерастворимые, термостойкие (до 250 – 300 ^оС), в которых атомы связаны прочными ковалентными связями.

Электрическая прочность после сшивки также резко повышается. Если при электрическом пробое термопластов происходит локальный нагрев до температуры выше Т_с, после чего происходит пробой, то в реактопластах такое повышение температуры не приводит к таким последствиям, так как размягчения и плавления не происходит. В результате электрические свойства сохраняются до более высоких температур.

Исходными веществами для реактопластов служат олигомеры, находящиеся при нормальной температуре в жидком состоянии или размягчающиеся при невысоких температурах. В жидком состоянии олигомеры легко пропитывают наполнители – порошки, волокна, ткани, поэтому наполнение происходит легко, без чрезмерных энергетических затрат. Олигомеры содержат (обычно на концах) функциональные группы – эфирные, аминные, эпоксидные, гидроксильные, карбоксильные.

Отверждение может происходить самопроизвольно при повышении температуры, либо с помощью полифункциональных соединений – отвердителей. Отверждение иногда проводят с использованием инициаторов полимеризации – веществ, распадающихся на радикалы в условиях отверждения, например, перекисей. К термореактивным полимерам относятся фенолоформальдегидные, карбамидные, эпоксидные, алкидные (ненасыщенные полиэфиры), некоторые виды кремнийорганических полимеров. Они обладают более высокой нагревостойкостью, чем большинство термопластов - до 150 – 200 ⁰С, большой диэлектрической проницаемостью ε = 3 – 7, большим значением tgd = 0,01 – 0,3, невысоким ρ_v = 10¹⁶ - 10¹² и Е_пр = 3 – 20 МВ/м. Они используются как герметики радиоэлектронной аппаратуры, как связующее стеклопластиков, в том числе фольгированных стеклопластиков в производстве многослойных печатных плат, как конструкционный материал для изготовления, например, корпусов приборов, ручек и кнопок управления, разъёмов, цоколей электровакуумных ламп и т.п.

7.2.1 Фенопласты.

Фенопласты изготавливают на основе фенолоформальдегидных смол (ФФС). Исходными мономерами для получения ФФС являются фенол С₆Н₅ОН и формальдегид Н₂С=О. Кроме фенола могут применяться самостоятельно или совместно с фенолом производные фенола – крезолы Н₃С-С₆Н₄-ОН. При поликонденсации фенола и его гомологов с альдегидами могут образовываться как термопластичные, так и термореактивные полимеры. Термопластичные называют новолачными, а термореактивные – резольными смолами. Резольные ФФС отверждаются при нагревании с образованием трёхмерного полимера. Отверждение же новолачных смол можно осуществить при помощи, например, гексаметилентетрамина (уротропина).

Композиции на основе ФФС получают наполнением их древесной, кварцевой, слюдяной мукой, микроасбестом, каолином, графитом, стеклянными и металлическими микросферами, металлическими порошками, волокнами различной природы. Содержание наполнителя обычно высокое – 35 – 55 масс.%. Готовые композиции для прессования называются пресспорошками. Они содержат наполнители, смазки, красители, пластификаторы, отвердители. На основе ФФС изготавливают также волокнистые фенопласты, слоистые пластики. Изделия из фенопластов обычно чёрного или коричневого цвета.

В зависимости от компонентного состава плотность фенопластов колеблется от 1450 до 2000 кг/м³, температурная область эксплуатации – от –50 до + 200 ¸250 ^оС, электрические свойства – от невысоких до повышенных и высоких.