Ответы на экзаменационные вопросы по Электротехническим материалам - файл n1.docx

приобрести
Ответы на экзаменационные вопросы по Электротехническим материалам
скачать (221.9 kb.)
Доступные файлы (1):
n1.docx222kb.08.07.2012 17:08скачать

n1.docx

1   2   3   4   5   6
Предел прочности или временное сопротивление в - напряжение, соответствующее максимальной нагрузке. ris 1-3.gif (1927 bytes)

Помимо указанных видов деформации при натяжении, рассматривают механическую прочность при других видах нагрузки, например при сжатии, при изгибе. Механизм разрушения во всех случаях заключается в появлении и прорастании трещин. Различают дват вида разрушения - хрупкое и вязкое. При хрупком разрушении деформации малы и скорость разрушения велика. При вязком разрушении перед трещиной существует значительная пластическая деформация и скорость распространения трещины мала. Пластическая деформация - часть деформации, которая остается после снятия нагрузки. Твердость материала. Свойство материала противостоять деформации при локальном контакте называется твердостью. Наибольшую твердость имеет алмаз, затем идет корунд и т.д.

В системе единиц СИ значения предела прочности при растяжении sр ,сжатии sс , и изгибе sи выражаются в паскалях 1 Па=1 Н/м2»10-5 кгс/см2 .

Многие электроизоляционные материалы (стекла, керамика, некоторые пластмассы) отличаются хрупкостью, т.е способностью разрушаться без заметной пластической деформации. Хрупкость материала можно оценить, подвергая материал испытанию на ударный изгиб. При этом определяется параметр, называемый ударной вязкостью sуд (энергия затраченная на излом образца, отнесенная к площади поперечного сечения образца). В системе СИ sуд измеряется в Дж/м2. Для керамических материалов ударная вязкость составляет всего 2-5 кДж/м2 в то время как у полиэтилена она превышает 100 кДж/м2.

Вязкость жидких и полужидких электроизоляционных материалов является важной механической характеристикой. Вязкость - это свойство вещества оказывать сопротивление перемещению одной части относительно другой. Динамическая вязкость (коэффициент внутреннего трения) h в системе СИ измеряется в паскалях, умноженных на секунды, в системе СГС в сантипуазах: 1 ПаЧс= 10 П=1000 сП. Кинематическая вязкость hк =h/d, м2/с, где d - плотность.

  1. Классификация диэлектрических материалов.

Линейные диэлектрики относят к ПАССИВНЫМ диэлектрикам. Они применяются в основном в качестве различных видов электрической изоляции или диэлектрика конденсаторов. НЕЛИНЕЙНЫЕ диэлектрики, параметры которых зависят от величины приложенной разности потенциалов, относят к АКТИВНЫМ диэлектрикам. Емкостью конденсатора с нелинейным диэлектриком можно управлять электрическим полем. Активные диэлектрики, т. е. диэлектрики с регулируемыми электрическими свойствами (сегнетоэлектрики, пьезоэлектрики, электреты и др.). Электроизоляционные материалы образуют наиболее многочисленный раздел электротехнических материалов вообще; количество отдельных видов конкретных электроизоляционных материалов, применяемых в современной электропромышленности, исчисляется многими тысячами. Электроизоляционные материалы прежде всего могут быть подразделены по их агрегатному состоянию на газообразные, жидкие и твердые. В особую группу могут быть выделены твердеющие материалы, которые в исходном состоянии, во время введения их в изготовляемую изоляцию, являются жидкостями, но затем отвердевают и в готовой, находящейся в эксплуатации изоляции представляют собой твердые тела (например, лаки и компаунды).

Большое практическое значение имеет также разделение электроизоляционных материалов в соответствии с их химической природой на органические и неорганические. Под органическими веществами подразумеваются соединения углерода (С); обычно они содержат также водород (Н), кислород (О), азот (N) или иные элементы. Прочие вещества считаются неорганическими; многие из них содержат кремний (Si), алюминий (А1) и другие металлы, кислород и т. п.

Многие органические электроизоляционные материалы обладают ценными механическими свойствами, гибкостью, эластичностью; из них могут быть изготовлены волокна, пленки и изделия других разнообразных форм, поэтому они нашли весьма широкое применение. Однако органические электроизоляционные материалы имеют относительно низкую нагревостойкость.

Неорганические электроизоляционные материалы в большинстве случаев не обладают гибкостью и эластичностью, часто они хрупки; технология их обработки сравнительно сложна. Однако, как общее правило, неорганические электроизоляционные материалы обладают значительно более высокой нагревостойкостью чем органические, а потому они с успехом применяются в тех случаях, когда требуется обеспечить высокую рабочую температуру изоляции. В последние годы появились материалы со свойствами, промежуточными между свойствами органических и неорганических материалов, - это элементоорганические материалы, в молекулы которых, помимо атомов углерода, входят атомы других элементов, обычно не входящих в состав органических веществ и более характерных для неорганических материалов: Si, Al, P и др.

Поскольку величина допускаемой рабочей температуры изоляции имеет весьма существенное практическое значение, электроизоляционные материалы и их комбинации («электроизоляционные системы» электрических машин, аппаратов и др.) часто относят к тем или иным классам нагревостойкости.

Электроизоляционные материалы в большей или меньшей степени гигроскопичны, т. е. обладают способностью впитывать в себя влагу из окружающей среды, и влагопроницаемы, т.е. способны пропускать сквозь себя пары воды.

  1. Газообразные диэлектрики.

Основные характеристики газов, как диэлектриков, это диэлектрическая проницаемость, электропроводность, электрическая прочность. Кроме того, зачастую важны теплофизические характеристики, в первую очередь теплопроводность.

Диэлектрическую проницаемость газов очень просто рассчитать по формуле  =1+n(2 3 kT)/ 0, где n - число молекул с поляризуемостью  и дипольным моментом  в единице объема. Обычно значение  близко к 1, отличие от единицы можно обнаружить в 3-4 знаке после запятой. Причина этого - малое число молекул в газовой фазе n.

Электропроводность газов обычно не хуже 10-13 См/м, причем, как было показано во второй главе, основным фактором вызывающим проводимость в не очень сильных полях, является ионизирующее излучение. Вольт-амперная характеристика имеет три характерные зоны - омическое поведение, насыщение, экспоненциальный рост. Диэлектрические потери незначительны и их стоит учитывать только в третьей области.

Электрическая прочность у газов, сравнительно с прочностью жидкостей и твердых диэлектриков, невелика и сильно зависит как от внешних условий, так и от природы газа. Обычно пробивные характеристики разных газов сопоставляют при нормальных условиях (н.у.). Эти условия - давление 1 атм, температура 20 ° С, электроды, создающие однородное поле, площадью 1 см2, межэлектродный зазор 1 см. Воздух при н.у. имеет электрическую прочность 30 кВ/см. Коэффициент к, показывающий отношение электрической прочности газа к электрической прочности воздуха составляет для некоторых газов, используемых в технике: водород- к=0.5, гелий- к=0.2, элегаз к=2.9, фреон-12- к=2.4, перфторированные углеводородные газы к=(4-10).

Теплопроводность газов также невелика по сравнению с теплопроводностью твердых тел и жидкостей, наибольшее ее значение  = 0.2 Вт/(м· К) - у водорода. Для наиболее популярных газов  = 0.03 Вт/(м· К) - воздух, l = 0.012 Вт/(м·К) - элегаз. Для сравнения - у алюминия  = 200 Вт/(м·К).

Наибольшее применение из газов в энергетике имеет воздух. Это связано с дешевизной, общедоступностью воздуха, простотой создания, обслуживания и ремонта воздушных электроизоляционных систем, возможностью визуального контроля. Объекты, в которых применяется воздух в качестве электрической изоляции - линии электропередач, открытые распределительные устройства, воздушные выключатели и т.п.

Электроотрицательными называются газы, молекулы которых обладают сродством к электрону, это означает, что при захвате электрона и превращении молекулы в отрицательный ион выделяется энергия. Этот процесс приводит к явлению прилипания электронов, и уменьшению, тем самым, эффективного коэффициента ударной ионизации на значение коэффициента прилипания 

эфф=  Поэтому электроотрицательные газы имеют повышенную электрическую прочность.
       Из электроотрицательных газов с высокой электрической прочностью наибольшее применение нашел элегаз SF6.. Свое название он получил от сокращения “электрический газ”. Из других полезных свойств отметим следующие: химическая инертность, нетоксичность, негорючесть, термостойкость (до 800° С), взрывобезопасность, слабое разложение в разрядах, низкая температура сжижения. В отсутствие примесей элегаз совершенно безвреден для человека. На основе элегазовой изоляции созданы и эксплуатируются ряд электроустройств, из них кабели, конденсаторы, выключатели, компактные ЗРУ (закрытые распределительные устройства).

  1. Жидкие диэлектрики.

Жидкие диэлектрики, применяемые в электротехнических устройствах, это главным образом нефтяные электроизоляционные масла: трансформаторные, конденсаторные, кабельные, это синтетические жидкие диэлектрики: хлорированные углеводороды, кремнийорганические и фторорганические жидкости. Ими заполняют внутреннее пространство силовых трансформаторов, реакторов, масляных выключателей, конденсаторов, кабелей и других элементов электрооборудования. Часто заполнение электрооборудования жидкими диэлектриками проводят под вакуумом, при этом они хорошо пропитывают пористую изоляцию обмоток и намного повышают электрическую прочность. Кроме того, жидкие диэлектрики играют роль теплопроводящей среды. По верхнему пределу допустимой температуры жидкие диэлектрики подразделяются на работающие: 1) до 95 оС – все нефтяные масла; 2) до 135 оС – синтетические углеводороды, эфиры кремневой, фосфорной, органических кислот, полиорганосилоксаны; 3) до 200 оС – фторуглеводороды, хлор (фтор)-органосилоксаны; 4) до 250 оС – полифенилэфиры и специальные полиорганосилоксаны. Жидкие диэлектрики электроизоляционного назначения должны обладать высокой электрической прочностью, высоким электрическим сопротивлением, минимальным tg?, стабильностью свойств при эксплуатации и хранении, низкой вязкостью, экономичностью, иногда – негорючестью. Диэлектрические потери в жидких диэлектриках обусловлены как дипольной поляризацией, так и потерями от проводимости. Носителями электрического заряда являются собственные ионы или ионы примесей, а также молионы. Молионы – это заряженные частицы, представляющие собой группы (ассоциаты) молекул коллоидных размеров. Ионная проводимость сопровождается электролизом, молионная проводимость - электрофорезом. Электрофорез отличается от электролиза тем, что при нём не наблюдается образования новых веществ, а лишь меняется относительная концентрация дисперсной фазы в различных слоях жидкости. С ростом температуры электрическая проводимость растёт, электрическая прочность падает.

  1. Синтетические масла.

В тех случаях, когда необходима полная пожарная и взрывобезопасность, нефтяные масла использовать нельзя. Для этих целей разработан целый ряд синтетических жидких диэлектриков.

Хлорированные углеводороды получают из самых разных углеводородов, но наибольшее распространение имеют хлорированные дифенилы С6Н5 – С6Н5 со средней степенью хлорирования п от 3 до 6 (ХД). ХД при п = 5 называется совол. Хлорированные дифенилы содержат сильно электроотрицательные атомы хлора, а их молекулы не симметричны, поэтому являются полярными соединениями, и, соответственно, их ? равняется 5 при 50 Гц и 20 оС, а при 90 оС ? = 4,1. ХД обладают сравнительно высокой вязкостью и достаточно высокой температурой застывания, поэтому их разбавляют хлорированными углеводородами с меньшей вязкостью, например, хлорбензолами. Так, совол, являющийся смесью 90% совола и 10 % трихлорбензола С6Н3С13, имеет вязкость в 3 раза ниже (25 мм2/с), чем совол. Существенным недостатком ХД является их токсичность, они вызывают раздражение слизистых оболочек.

Кремнийорганические (полиорганосилоксановые) жидкости (ПОСЖ) обладают малым tg?, низкой гигроскопичностью, низкой температурой замерзания (-60 оС), повышенной нагревостойкостью и высокой стойкостью к окислению. Молекулы ПОСЖ содержат так называемую силоксановую группировку: чередующиеся Si – O – Si – O – Si - Так как кремний четырёхвалентен, каждый атом Si соединён ещё с двумя радикалами: - СН3, С2Н5, С6Н5 и др. Соответственно такие жидкости будут называться полиметилсилоксановыми, полиэтилсилоксановыми, полифенилсилоксановыми и т.п. ПОСЖ имеют ? от 2,5 до 3,3 и tg? от 0,0001 до 0,0003 (при 1 Гц и 20 оС). Наивысшая допустимая рабочая температура доходит до 250 оС (длительно) и до 350 оС (кратковременно). Вязкость этих жидкостей ниже, чем у хлорированных углеводородов.

Фторорганические жидкости (ФОСЖ) имеют малый tg?, ничтожно малую гигроскопичность и высокую нагревостойкость – выше 200 оС. Кроме того, они абсолютно негорючи. Диэлектрическая проницаемость ФОСЖ от 2,26 до 2,76, tg? от (0,6 – 6)·10-4, ? v порядка 1012 Ом·м, пробивное напряжение при 60 Гц 30 – 49 кВ.


  1. Органические полимеры.

К твёрдым диэлектрикам относятся полимеры, полимерные продукты – лаки, эмали, компаунды, клеи, резины и резинотехнические изделия, полимерные композиционные материалы – слоистые пластики, лакоткани, бумаги и картоны, а также материалы неполимерной структуры – стёкла, керамика, фарфоры, слюдяные изделия, минеральные диэлектрики – асбест, мрамор и др.

Полимеры подразделяются на природные, искусственные и синтетические. Природные – это созданные природой: целлюлоза, натуральный каучук, белки (шерсть) и др. Искусственные – это модифицированные природные: эфиры целлюлозы, резины из натурального каучука, модифицированные белки и др. Синтетические полимеры получают искусственным путём из низкомолекулярных соединений – мономеров. Существует два основных способа синтеза полимеров: полимеризация и поликонденсация. Полимеризация – это процесс синтеза полимеров, основанный на элементарной реакции присоединения, а поликонденсация – процесс синтеза полимеров, основанный на элементарной реакции замещения. В соответствии с этим полимеры ещё можно подразделять на полимеризационные и поликонденсационные. По отношению к нагреву полимеры подразделяются на термопласты, размягчающиеся при нагревании, и реактопласты, отверждающиеся при нагревании. Полимеры являются основной составляющей частью пластических масс. Кроме полимеров пластические массы содержат в различных соотношениях стабилизаторы, пластификаторы, наполнители, а также технологические примеси (присутствие последних нежелательно). Стабилизаторы предохраняют полимеры от старения под действием температуры (термостабилизаторы), окислителей (антиоксиданты), ультра-фиолетового облучения (светостабилизаторы). Пластификаторы понижают вязкость полимерв, повышают эластичность. Стабилизаторы и пластификаторы обычно диспергированы в полимере до размеров молекул и образуют с ним истинные растворы. Наполнители химически не взаимодействуют с полимерами и свойства наполненных полимерных композиций могут быть рассчитаны как аддитивные по известным формулам. Наполнители могут иметь любое агрегатное состояние: твёрдое, жидкое, газообразное. Твёрдые наполнители могут иметь различную форму: а) мелкодисперсные с формой, близкой к шарообразной; б) анизометричную – нитевидные кристаллы, волокна различной длины; в) слоистую – плёнки, ткани и др. Жидкие наполнители имеют шарообразную или эллипсоидную форму. Форма газообразных наполнителей зависит от степени наполнения и технологии. Газонаполненные полимеры называются пено- и поропластами. Пенопласты имеют закрытые поры, а поропласты – открытые поры. Закрытые поры обеспечивают лучшую теплоизоляцию.

  1. Смолы.

Смолы — применяемое в практике, хотя и не вполне строгое научное название обширной группы материалов, характеризующихся как некоторым сходством химической природы (это сложные смеси органических веществ, главным образом высокомолекулярных), так и некоторыми общими для них физическими свойствами. При достаточно низких температурах смолы — это аморфные, стеклообразные массы, более или менее хрупкие. При нагреве смолы размягчаются, становясь пластичными, а затем жидкими. Применяемые в электроизоляционной технике смолы большей частью нерастворимы в воде и мало гигроскопичны, но растворимы в близких по химической природе органических растворителях. Обычно смолы обладают клейкостью и при переходе из жидкого состояния в твердое (при охлаждении расплава или при испарении летучего растворителя из раствора) прочно прилипают к соприкасающимся с ними твердым телам. Смолы широко применяются в виде важнейшей составной части лаков, компаундов, пластических масс, пленок, искусственных и синтетических волокнистых материалов и т. п. По своему происхождению смолы делятся на природные, искусственные и синтетические. Природные смолы представляют собой продукты жизнедеятельности животных организмов (например, шеллак) или растений-смолоносов (канифоль); их получают в готовом виде и лишь подвергают сравнительно несложным операциям очистки, переплавки и т. п. Сюда же относятся ископаемые смолы (копалы), представляющие собой остатки разложивщихся в земле деревьев-смолопосов. Наибольщее значение в электрической изоляции имеют синтетические смолы — полимеризационные и конденсационные. Общим недостатком конденсационных смол является то, что при их отверждении происходит выделение воды или других низкомолекулярных веществ, остатки которых могут ухудишть электроизоляционные свойства смолы. Кроме того, молекулы конденсационных смол, как правило, содержат полярные группы, что повышает их тангенс угла диэлектрических потерь и гигроскопичность; полимеризационные же смолы могут быть и неполярными (например, полимеры углеводородного состава, политетрафторэтилен).

  1. Природные смолы.

К природным (естественным) смолам принадлежат продукты жизнедеятельности животных или растительных организмов. Из естественных смол в производстве электроизоляционных лаков и компаундов наиболее широко применяется канифоль, значительно меньше шеллак и копалы. Природные растительные смолы получают упариванием растительных соков, которые вытекают из растений естественным путем или при надрезании стеблей и стволов. К растительным смолам относится, например, сосновая канифоль, и ископаемые окаменелые смолы янтарь и копал. Смолы животного происхождения редки. Одна из них, шеллак, представляет собой выделения лаковых червецов, живущих на растениях семейства мимозовых в Индии.

Канифоль (гарпиус) – это хрупкая прозрачная в тонком слое смола, получаемая из смолы (живицы) хвойных деревьев, преимущественно сосны. Состав живицы может колебаться в зависимости от условий местности и сорта живицы. Существуют также смолы деревьев других хвойных пород, например, кедра, пихты и лиственницы. Их обычно называют бальзамами. Пихтовый бальзам (канадский бальзам), отличается очень высокой степенью прозрачности и нормированным показателем преломления. Его применяют в качестве клея для склеивания оптических линз. По химическому составу канифоль состоит главным образом из абиетиновой кислоты (С20Н30О2 ) и ее изомеров, остальное неомыляемые, зола, влага и механические примеси. Содержание кислот в канифоли составляет 85-90%. Канифоль хорошо растворима в спирте, бензоле, скипидаре, минеральных и растительных маслах. При нагревании выше температуры плавления значительно увеличивается проводимость. Канифоль применяется в чистом виде для изготовления заливочных кабельных масс, пропиточных компаундов, искусственных копалов и модификации полиэфирных смол. Введение в состав электроизоляционных лаков больших количеств канифоли значительно снижает их влаго и водостойкость и способствует размягчению при повышенных температурах. Канифоль совершенно не устойчива к воздействию атмосферной влаги: гидролизуется и омыляется.

Шеллак получают из гуммилака, представляющего собой смолу, образующуюся на ветвях тропических растений вследствие укуса особого насекомого, которое, перерабатывая сок в своем организме, выделяет его в виде смолы, называемой гуммилаком. Шеллак получают в виде чешуек от светло-лимонного до темно-оранжевого цвета, в зависимости от степени очистки. По химическому составу шеллак состоит главным образом из эфиров алейритиновой (C16H32O5) и шеллоновой (C15H20O5) жирных кислот. Торговый шеллак содержит шеллачной смолы 83 -86%, шеллачного воска 3 -6%, влаги до 2%, красящие вещества и другие примеси. При нагревании (до 35 °С) шеллак становится пластичным и при 80 °С плавится; продолжительный нагрев при 100 -110 °С приводит шеллак к потере способности плавиться и растворяться. Растворяется шеллак лучше всего в спирте, аммиаке, в растворах едких щелочей, соды, буры. Шеллак хорошо сплавляется с канифолью, глифталями, битумами и другими смолами. Физико-химические свойства шеллака: плотность 1,04 - 1,08; водопоглощаемость около 5%; температура размягчения 80 - 90 °С; температура плавления 110 °С; кислотное число 75-60; число омыления 194 - 215; йодное число 10-20. Шеллак обычно применяется в виде спиртовых растворов (лаков) различной концентрации, а также в виде сухого порошка.

Копалы представляют собой смолы, обычно ископаемые, растительного происхождения. Копалы представляют собой твердые вещества в виде кусков различной формы, цвета и прозрачности, отличающиеся высокой температурой плавления. Янтарь обладает наивысшей твердостью и температурой плавления по сравнению с другими ископаемыми смолами. Янтарь, почти нерастворим ни в каких растворителях. Температура его размягчения 175-200 °С, температура плавления выше 300 °С. Расплавленный янтарь растворяется в скипидаре, сероуглероде, бензине и маслах. Янтарь имеет очень высокие диэлектрические свойства, особенно высокое сопротивление изоляции, что делает его ценным диэлектриком для изготовления электроизмерительных приборов. Янтарь нужно выделить как самый лучший природный диэлектрик. Его до сих пор используют в электрометрах и электретах. Спиртовой раствор янтаря хороший флюс, его остатки -диэлектрик. В производстве электроизоляционных лаков копалы ранее очень широко применялись для изготовления высококачественных масляно-копаловых лаков. В связи с развитием промышленности синтетических смол они потеряли свое значение, и применение их очень ограничено.



  1. Синтетические смолы.

Синтетические смолы широко применяются при изготовлении гидроизоляционных материалов и составов в качестве вяжущих. Производятся в виде вязких жидкостей, порошков или гранул. Синтетические смолы подразделяются на термореактивные и термопластичные. Термореактивные смолы при нагревании или при действии специальных веществ (отвердителей) превращаются в твердые нерастворимые и неплавкие материалы, изменяя свои свойства необратимо. При чрезмерном нагреве такие смолы разлагаются. Термопластичные смолы при нагревании размягчаются и становятся вязкотекучими, а при охлаждении восстанавливают свои первоначальные свойства, т. е. изменяют свои свойства обратимо. Основными синтетическими смолами, являются: Полиэфирные смолы, применяемые для получения гидроизоляционных составов и материалов, включают две основные разновидности ненасыщенных полиэфирных смол (НПС); полиэфирмалеинзты и полиэфиракрилаты. Пулиэфирмалеинаты применяют для приготовления противокоррозионных и гидроизоляционных составов в построечных условиях. Полиэфиракрилаты применяются в качестве пластификаторов эпоксидных смол. Фурановые смолы получают поликонденсацией фурфурола или фурфурилового спирта и ацетона. Продукт начальной поликонденсации фурфурола и ацетона — мономер ФА является наиболее широко применяемой разновидностью фурановых смол. После отверждения фурановые смолы приобретают свойства термореактивных полимеров. Отвержденный мономер ФА обладает значительной прочностью, химической стойкостью и водостойкостью, не горит. Фенолоформальдегидные смолы, применяемые при создании гидроизоляционных материалов и составов, являются жидкими резольными смолами,   обладающими   типичными  термореактивными   свойствами. Резольные смолы получают поликондеисацией фенола с избытком альдегида. Отверждеиные фенолоформальдегидные смолы обладают высокими физико-механическими свойствами, хорошей адгезией к различным материалам и теплостойкостью до 130 °С. Карбамидные смолы, применяемые для гидроизоляции, являются водорастворимыми низкомолекулярными продуктами поликонденсации. После отверждения приобретают свойства, типичные для термореактивных полимеров. Карбамидные смолы отверждаются либо при нагревании, либо при введении катализатора. Свойства отвержденных карбамидных смол характеризуются высокой прочностью, твердостью и электроизоляционными свойствами. Кремнийорганические смолы, применяемые в строительстве для пропиточной гидроизоляции. Они представляют собой либо водно-спиртовые растворы этилсиликоната (ГКЖ-Ю) и метилсиликоната натрия (ГКЖ-И), либо 100%-ный полимер этилгидросилоксана (ГКЖ-94). Кремнийорганические жидкости в виде 5%-ной водной эмульсии или раствора применяют в качестве добавок в бетонах и растворах для придания им водонепроницаемости либо для пропиточной гидроизоляции бетонных и железобетонных изделий и конструкций. Полиэтилен в зависимости от способа получения имеет две разновидности: полиэтилен высокого давления (низкой плотности) и полиэтилен низкого давления (высокой плотности). Полиэтилен термопластичен. Особенностью его является высокая деформативность при достаточной механической прочности в сочетании с низким водопоглощением и хорошими диэлектрическими свойствами, высокой химической стойкостью. Полипропилен по своей химической природе является гомологом полиэтилена и во многом подобен ему. Однако полипропилен превосходит полиэтилен по многим показателям технических свойств — механической прочности, теплостойкости, химической стойкости. Поливинилхлорид является распространенной смолой и включает ряд разновидностей: пластифицированный, непластифицирован-ный и хлорированный. Поливинилхлорид термопластичен и обладает хорошими физико-механическими свойствами в сочетании с высокой химической стойкостью. Поливинилхлорид пластифицированный служит основой для получения гидроизоляционных и антикоррозионных листовых материалов: пластикатов и пленок. На основе поливинилхлорида, подвергнутого термомеханической пластификации, получают конструкционный противокоррозионный материал — винипласт, обладающий высокой механической прочностью. Полиамидные смолы включают ряд разновидностей, отличающихся друг от друга строением, свойствами и областью применения. Применяются эти смолы в качестве пластификаторов и отвердителей эпоксидных смол. Полиизобутилен представляет  собой  термопластичный каучуко-подобный  материал,  сохраняющий  эластичность  при  низких  температурах вплоть до -74 °С. В зависимости от относительной молекулярной   массы   промышленный   полиизобутилен подразделяется   на - марки. Высокомолекулярный полиизобутилен (П-200) применяют при изготовлении листовых материалов, низкомолекулярный (П-50, П-30, П-20) - при изготовлении гидроизоляционных и уплотняющих мастик и паст.

  1. Эпоксидные смолы.

Эпоксидные смолы характеризуются наличием в их молекуле эпоксидных групп («колец») в зависимости от химического состава соединений, из которых осуществляется синтез эпоксидных смол, последние подразделяются на диановые (или бисфенольные) и циклоалифатические. Диановые смолы получаются из дифениолпропана (диана) и эпихлоргидрина; циклоалифатические смолы получаются эпоксидированием некоторых непредельных соединений. Изготовляются также эпоксиноволачные смолы, получаемые эпоксидированием смол типа новолака, такие смолы в отвержденном состоянии обладают повышенной нагревостойкостью.

Эпоксидные смолы в чистом виде являются термопластичными материалами; они растворяются в ацетоне и других растворителях, могут длительно храниться, не изменяя свойств. Процесс отверждения смолы представляет собой чистую полимеризацию, без выделения воды или других низкомолекулярных веществ. В зависимости от типа отвердителя отверждение эпоксидных смол может производиться либо при нагреве (обычно до 80—150 °С), либо при комнатной температуре (холодное отверждение); отверждение может производиться без внешнего давления, что технологически проще, либо при повышенном давлении. В последнем случае получается изоляция, обладающая более высокой электрической прочностью. Выбор отвердителя оказывает большое влияние на свойства (эластичность, нагревостойкость) отвержденной эпоксидной смолы. Большим преимуществом эпоксидных смол является сравнительно малая усадка их при отверждении (0,5—2 %), способствующая получению монолитной изоляции. Другим важным преимуществом эпоксидных смол является весьма высокая их адгезия к различным пластических массам, стеклам, керамике, металлам и другим материалам (адгезия усиливается наличием в отвержденной смоле гидроксильных групп —ОН). Отвержденные эпоксидные смолы обладают также довольно высокой нагревостойкостью.

Для изготовления клеев, лаков, заливочных компаундов, например для заливки небольших трансформаторов или узлов аппаратуры, применяются эпоксидные смолы или их композиции с другими материалами. Удачный пример применения эпоксидной смолы — кабельные соединительные и концевые муфты вместо чугунных муфт. Применение эпоксидной смолы как изолятора для гибридной интегральной схемы. Многие эпоксидные смолы (с отвердителями) оказывают на организм человека токсическое действие, вызывая, в частности, кожные заболевания. Это требует при работе с ними соответствующих мер по охране труда. Отвержденные эпоксидные смолы уже нетоксичны.

Эпоксидная смола — синтетическая смола, продукт поликонденсации эпихлоргидрина с фенолами.

Эпоксидную смолу получают поликонденсацией эпихлоргидрина с различными органическими соединениями от фенола до пищевых масел, например соевого. Такой способ носит название «эпоксидирование». Ценные сорта эпоксидных смол получают каталитическим окислением непредельных соединений. Например, таким образом получают циклоалифатические смолы, ценные тем, что они совершенно не содержат гидроксильных групп, и поэтому очень гидроустойчивы, трекинго- и дугостойки.

Эпоксидные смолы стойки к действию галогенов, кислот, щелочей, обладают высокой адгезией к металлам. Из эпоксидных смол готовят различные виды клея, пластмассы, электроизоляционные лаки, текстолит (стекло- и углепластики), заливочные компаунды и пластоцементы. Эпоксидная смола в зависимости от марки и производителя, выглядит как прозрачная жидкость желто-оранжевого цвета напоминающая мёд, или как коричневая твердая масса, напоминающая гудрон. Жидкая смола может иметь очень разный цвет — от белого и прозрачного до винно-красного (у эпоксидированного анилина). Следующие свойства имеет чистая, не модифицированная смола без наполнителей.

Модуль эластичности: e\approx3000-4500 \frac{\rm{n}}{\rm{mm}^2} Предел прочности: r\approx 80 \frac{\rm{n}}{\rm{mm}^2} Плотность: \rho\approx1{,}2 \frac{\rm{g}}{\rm{cm}^3}

  1. 1   2   3   4   5   6


    Предел прочности
Учебный материал
© nashaucheba.ru
При копировании укажите ссылку.
обратиться к администрации