Заказ дипломной. Заказать реферат. Курсовые на заказ.
Бесплатные рефераты, курсовые и дипломные работы на сайте БИБЛИОФОНД.РУ
Электронная библиотека студента




nСодержание

 

Введение………………………………………………………………………………………3

Электроизоляционные масла………………………………………………………………...4

Жидкие синтетические диэлектрики………………………………………………………..7

Газообразные диэлектрики…………………………………………………………………..9

Битумы……………………………………………………………………………………….10

Смолы………………………………………………………………………………………...11

Воскообразные диэлектрики………………………………………………………………..16

Лаки и компаунды…………………………………………………………………………...17

Волокнистые материалы…………………………………………………………………….25

Текстильные ткани……………………………………………………………………………30

Гибкие пленки………………………………………………………………………………...33

Пластические массы……………………………………………………………………….....34

Эластомеры…………………………………………………………………………………...39

Керамические диэлектрические материалы………………………………………………..44

Слюды…………………………………………………………………………………………48

Асбест………………………………………………………………………………………....51

Магнитные материалы…………………………………………………………………….....53

Заключение……………………………………………………………………………………55

Библиографический список……………………………………………………………….....56

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Введение      

Электроизоляционные материалы подразделяются 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 изготавливаемую изоляцию, являются жидкостями, но потом отвердевают. Большое практическое значение имеет также разделение электроизоляционных материалов в соответствии с их химической природой на органические и неорганические.

Характеристика важная для оценки качества материалов, применяемых для защитных покровов (шланги кабелей, опрессовка конденсаторов, компаундные заливки, лаковые покрытия деталей) - влагопроницаемость электроизоляционных материалов, т.е. способность их пропускать сквозь себя пары воды.  Благодаря наличию мельчайшей пористости большинство материалов обладает поддающейся измерению влагопроницаемостью. Только для стёкол, хорошо обожжённой керамики и металлов влагопроницаемость почти равна нулю. Можно определить количество влаги m (в микро граммах), проходящее за время ? через участок поверхности S слоя изоляционного материала толщиной h [см] под действием разности давлений водяных паров по формуле:

m=П . Это уравнение аналогично уравнению для прохождения через тело электрического тока; разность давлений (р 1 - р 2 ) аналогична разности потенциалов, m/t - величине тока, а h/ПS - сопротивлению тела; коэффициент П, аналогичный удельной объёмной проводимости, есть влагопроницаемость данного материала.

Влагопроницаемость для различных материалов изменяется в широких пределах. Например: для парафина значение П равно 0,0007; для полистирола - 0,03; для триацетата целлюлозы - около 1 мкг /(см- ч - мм рт. ст. ). Чтобы уменьшить влагопроницаемость пористых изоляционных материалов широко применяется их пропитка . Необходимо помнить, что пропитка волокнистых целлюлозных материалов и других пористых органических диэлектриков даёт лишь замедление увлажнения материала, не влияя на величину ? после длительного воздействия влажности. Это связано с тем, что молекулы пропиточных веществ, имеющие весьма большие размеры по сравнению с размерами молекул воды, не в состоянии создать полную непроницаемость пор материала для влаги, а в наиболее мелкие поры пропитываемого материала они вообще не могут проникнуть.

В тропических условиях, при длительном использовании электроаппаратуры, особенно, на органических диэлектриках наблюдается развитие плесени. Плесень ухудшает: удельное поверхностное сопротивление диэлектриков, приводит к росту потерь и ухудшению механической прочности изоляции, вызывает коррозию соприкасающихся с ней металлических частей.

Электроизоляционные материалы и различные электротехнические изделия испытывают на тропикостойкость, длительно выдерживая при температуре 40 - 50 °С в воздухе, насыщенном парами воды, и при воздействии культур плесневых грибков (точные условия этих испытаний установлены Международной электротехнической комиссией), после чего определяется степень ухудшения электрических и других свойств исследуемых образцов и отмечается интенсивность роста плесени на них.

С целью повышения плесенеустойчивости органической электрической изоляции в её состав вводят добавки фунгицидов , т.е. веществ, ядовитых для плесневых грибков и задерживающих их развитие, или же покрывают изоляцию лаком, содержащим фунгициды. Имеется большое число рецептур фунгицидов, пригодных для введения в те или иные электроизоляционные материалы. К числу сильнодействующих фунгицидов принадлежат, в частности, некоторые органические соединения, содержащие азот, хлор, ртуть .

 

 

 

 

 

 

Электроизоляционные масла.

Трансформаторное и другие электроизоляционные масла нефтяного происхождения обладают рядом преимуществ, которые и обеспечили им весьма широкое применение. Они сравнительно дешевы и могут изготавливаться заводами нефтеперерабатывающей промышленности в больших количествах. При хорошей очистке их tg?  мал, а электрическая прочность достаточно высока.

 

Трансформаторное масло- это жидкость от почти бесцветного до темно- желтого цвета, по химическому составу представляющая собой смесь различных углеводородов. По средним фактическим данным (при различных способах очистки) кинематическая вязкость этого масла составляет (17-18)10-6 м?/с при температуре 20 °С и (6,5-6,7)-КГ6 м?/с при 50°С; кислотное число 0,03-0,1 г КОН/кг; температура вспышки паров 135-140°С; температура застывания около -45°С. Ограничение вязкости очень важно, т.к. слишком вязкое масло хуже отводило бы теплопотерь от обмоток и магнитопровода трансформатора. Из всех жидких электроизоляционных материалов находит наибольшее применение в электротехнике, им заливают силовые трансформаторы.

Его применяют: во-первых, для заполнения пор в волокнистой изоляции, а также промежутков между проводами обмоток и между обмотками и баком трансформатора, значительно повышая электрическую прочность изоляции;

во-вторых, оно улучшает отвод теплоты, выделяемой за счёт потерь в обмотках и сердечнике трансформатора. Лишь некоторые силовые и измерительные трансформаторы выполняются без заливки маслом (“ сухие трансформаторы ”);

в-третьих, для изготовления масляных выключателей высокого напряжения. В этих аппаратах разрыв электрической дуги между расходящимися контактами выключателя происходит в масле или в находящихся под повышенным давлением газах, выделяемых маслом под действием высокой температуры дуги; это способствует охлаждению канала дуги и быстрому её гашению.

в-четвертых, для заливки маслонаполненных вводов, некоторых типов реакторов, реостатов и других электрических аппаратов.

Трансформаторное масло - горючая жидкость. Большие количества масла представляют собой большую пожароопасность.

Трансформаторные масла получают из нефти посредством её ступенчатой перегонки с выделением на каждой ступени определённой (по температуре кипения) фракции и последующей тщательной очистки от химических нестойких примесей в результате обработки серной кислотой, а затем щёлочью, промывки водой и сушки. Плотность трансформаторного масла 0,87-0,90 Мг/м?. его температурный коэффициент объемного расширения 0,00065-0,00066 К-1  (эта величина важна для расчета расширителей трансформаторов). При нормальной температуре удельная теплоемкость  масла примерно 1,5 кДж/(кг-К), а теплопроводность - порядка 1 Вт/(м - К).  

Электрическая прочность масла - величина, чрезвычайно чувствительная к его увлажнению. Незначительная примесь воды в масле резко снижает его электрическую прочность. Это объясняется тем, что воды (около 80) значительно выше, чем масла (чистого масла около 2,2). Под действием сил электрического поля капельки эмульгированной в масле воды втягиваются в места, где напряжённость электрического поля особенно велика и где, собственно и начинается развитие пробоя. Ещё более резко понижается электрическая прочность масла, если в нём, кроме воды содержатся волокнистые примеси. Волокна бумаги, хлопчатобумажной пряжи, легко впитывают в себя влагу из масла, причём значительно возрастает их r. Под действием сил поля увлажнённые волокна не только втягиваются в места, где поле сильнее, но и располагаются по направлению силовых линий, что весьма облегчает пробой масла.

Вода легко может попасть в масло при его перевозке, хранении, переливки в недостаточно просушенную тару и т.п., поэтому для сушки масла имеется несколько способов: пропускание под давлением сквозь фильтровальную бумагу в специальных установках - фильтропрессах; воздействие на масло центробежной силы в центрифуге, причём вода, имеющая плотность больше, чем у масла, отжимается с периферии сосуда и отделяется от масла; обработка адсорбентами; распыление нагретого масла в камере, заполненной азотом и т.п. При сушке электрическая плотность увлажнённого масла восстанавливается.

Конденсаторное масло служит для пропитки бумажных конденсаторов, в особенности силовых, предназначенных для компенсации индуктивного фазового сдвига. При пропитке бумажного диэлектрика повышаются как его, так и Е ПР ; то и другое даёт возможность уменьшить габаритные размеры, массу и стоимость конденсатора при заданном рабочем напряжении, частоте и ёмкости.

Нефтяное конденсаторное масло имеет плотность 0,86 - 0,89 Мг/м 3 , температуру застывания минус 45 0 С, и tg 0,002 (при частоте 1 кГц). Вазелиновое конденсаторное масло по плотности и электрическим свойствам близко к нефтяному, но имеет более высокую температуру застывания (-5 0 С). Электрическая прочность конденсаторных масел не менее 20 МВ/м.

Кабельные масла используются в производстве силовых электрических кабелей; Пропитывая бумажную изоляцию этих кабелей, они повышают её электрическую прочность, а также способствуют отводу теплоты потерь. Кабельные масла бывают различных типов. Для пропитки изоляции силовых кабелей на рабочие напряжения до 35 кВ в свинцовых или алюминиевых оболочках (кабели с вязкой пропиткой) применяется масло марки КМ-25 с кинематической вязкостью не менее 23 мм 2 /c при 100 0 С, температурой застывания не выше минус 10 0 С и температурой вспышки не ниже +220 0 С. Для увеличения вязкости к этому маслу дополнительно добавляется канифоль или же синтетический загуститель.

В маслонаполненных кабелях используются менее вязкие масла. Так, масло марки МН-4 применяется для маслонаполненных кабелей на напряжения 110-220 кВ, в которых во время эксплуатации с помощью подпитывающих устройств поддерживается избыточное давление 0,3 - 0,4 МПа.

Для маслонаполненных кабелей высокого давления (до 1,5 МПа) на напряжения от 110-500 кВ, прокладываемых в стальных трубах, применяется особо тщательно очищенное масло марки С-200.

 

Растительные масла.

Растительные масла - вязкие жидкости, получаемые из семян различных растений. Из этих масел особенно важны высыхающие масла, способные под воздействием нагрева, освещения, соприкосновения с кислородом воздуха и других факторов переходить в твёрдое состояние.

Тонкий слой масла, налитый на поверхность какого-либо материала, высыхает и образует твёрдую, блестящую, прочно пристающую к подложке электроизоляционную плёнку. Высыхание масел является сложным химическим процессом, связанным с поглощением маслом некоторого количества кислорода из воздуха. Скорость высыхания масел увеличивается с повышением температуры, при освещении, а также в присутствии катализаторов химических реакций высыхания - сиккативов. В качестве сиккативов используют соединения свинца, кальция, кобальта и др.

Отверждённые  плёнки высыхающих масел в тяжёлых углеводородах, например в трансформаторном масле, не растворяются даже при нагреве, так что являются практически маслостойкими, но к ароматическим углеводородам, например бензолу, они менее стойки. При нагреве отверждённая плёнка не размягчается. Наиболее распространённые высыхающие масла - льняное и тунговое.

Тунговое (древесное) масло получают из семян тунгового дерева, которое разводится на Дальнем Востоке и на Кавказе. Тунговое масло не является пищевым и даже токсично. Плотность тунгового масла - 94 МГ/м 3 , температура застывания - от 0 до минус 5 0 С. по сравнению с льняным  маслом туговое высыхает быстрее и более равномерно. Высыхающие масла применяются в энергопромышленности для изготовления электроизоляционных масляных лалов, лакотканей для пропитки дерева и для других целей.

Льняное масло золотисто - жёлтого цвета получается из семян льна. Его плотность 0,93-0,94 Мг/м 3 , температура застывания - около -20 0 С.

Тунговое масло высыхает быстрее, чем льняное. Оно даже в толстом слое высыхает более равномерно и даёт водонепроницаемую плёнку, чем льняное. Высыхающие масла применяются в электропромышленности для изготовления электроизоляционных масляных лаков, лакотканей, для пропитки дерева и для других целей. В последнее время наблюдается тенденция к замене высыхающих масел синтетическими материалами. Невысыхающие масла могут применяться в качестве жидких диэлектриков.

Касторовое масло получается из семян клещевины; иногда используется для пропитки бумажных конденсаторов. Плотность касторового масла 0,95-0,97 МГ/м 3 , температура застывания от - 10 до - 18 0 С; r равно 4,0 - 4,5 при температуре 20 0 С; tg 0,01 - 0,03, ЕПР =15-20 МВ/м. Касторовое масло не растворяется в бензине, но растворяется в этиловом спирте. В отличие от нефтяных масел касторовое не вызывает набухания обычной резины.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Жидкие синтетические диэлектрики.

 

Для пропитки конденсаторов с целью получения повышенной ёмкости в данных габаритных размерах конденсатора желательно иметь жидкий полярный диэлектрик с более высоким, чем у неполярных нефтяных масел, значением r. Нефтяные масла склонны к электрическому старению, т.е. они, могут ухудшать свои свойства под действием электрического поля высокой напряжённости. Жидкие синтетические диэлектрики, по свойствам превосходят нефтяные электроизоляционные масла. Помимо синтетических электроизоляционных жидкостей существуют и синтетические жидкости углеводородного состава. Эти неполярные жидкости в ряде случаев обладают более ценными свойствами (лучшие электроизоляционные свойства, стойкость к тепловому старению, газостойкость) по сравнению с маслами, получаемыми из нефти.

Рассмотрим наиболее важные:

Хлорированные углеводороды (получаются из различных углеводородов путём замены в их молекулах некоторых (или даже всех) атомов водорода атомами хлора). Широкое применение имеют полярные продукты хлорирования дифенила, имеющие общий состав С 12 Н 10-n CL n (n - степень хлорирования от 3 до 6).

Хлорированные дифенилы обладают  r , повышенной по сравнению с неполярными нефтяными маслами, поэтому замена масел на хлорированные дифенилы при пропитке конденсаторов уменьшает объём конденсатора ( при этой же электрической ёмкости ) почти в 2 раза. Преимуществом хлорированных дифенилов является его не горючесть.

Однако хлорированные дифенилы имеют и свои недостатки: они сильно токсичны, (из-за этого применение их для пропитки конденсаторов в некоторых странах запрещено законом); на их электроизоляционные свойства весьма значительно влияют примеси (наличие которых сказывается на потерях сквозной электропроводности при повышенной температуре); заметное снижение их  r и, следовательно ёмкости пропитанных хлорированными дифенилами конденсаторов при пониженных температурах; хлорированные дифенилы обладают сравнительно высокой вязкостью, что в некоторых случаях вызывает необходимость разбавления их менее вязкими хлорированными углеводородами.

Фторорганические  жидкости имеют малый tg ?, ничтожно малую гигроскопичность и высокую нагревостойкость. Некоторые фторорганические жидкости могут длительно работать при температуре 200 0 С и выше. Пары некоторых фторорганических жидкостей имеют высокую для газообразных диэлектриков электрическую прочность.

Свойства характерные для фторорганических жидкостей малая вязкость, низкое поверхностное натяжение (что благоприятствует пропитке пористой изоляции), высокий температурный коэффициент объёмного расширения, высокая летучесть. Последнее обстоятельство требует герметизации аппаратов заливаемых фторорганическими жидкостями.

Фторорганические жидкости способны обеспечить интенсивный отвод теплоты потерь от охлаждаемых ими обмоток и магнитопроводов, чем нефтяные масла или кремнийорганические жидкости. Существуют специальные конструкции малогабаритных электротехнических устройств с заливкой фторорганическими жидкостями, в которых для улучшения отвода теплоты используется испарение жидкости с последующей конденсацией её в охладителе и возвратом в устройство (кипящая изоляция); при этом теплота испарения отнимается от охлаждаемых обмоток, а наличие в пространстве над жидкостью фторорганических паров, особенно под повышенным давлением, значительно увеличивает электрическую прочность газовой среды в аппарате.

Важным преимуществом фторорганических жидкостей по сравнению с кремнийорганическими является полная не горючесть и высокая дугостойкость (кремнийорганические жидкости, как и нефтяные масла, сравнительно легко загораются и горят сильно коптящим пламенем). Как и кремнийорганические соединения, фторорганические жидкости пока ещё весьма дорогие.

Кремнийорганические жидкости обладают малым tg?, низкой гигроскопичностью и повышенной нагревостойкостью. Для них характерна слабовыраженная зависимость вязкости от температуры. Эти жидкости весьма дорогие.

Прочие синтетические жидкости. Интересны и некоторые другие полярные электроизоляционные жидкости: нитробензол, этиленгликоль и цианоэтилсахароза имеют высокую диэлектрическую проницаемость  r =35,39.

Помимо синтетических электроизоляционных жидкостей, отличающихся по химическому составу и свойствам от нефтяных масел, существуют и синтетические жидкости углеводородного состава. Эти неполярные жидкости в некоторых случаях обладают более ценными свойствами (лучшие электроизоляционные свойства, стойкость к тепловому старению, газостойкость) по сравнению с нефтяными маслами. Например, пропитка бумажных конденсаторов полиизобутиленом с низкой степенью полимеризации приводит к повышению постоянной времени само заряда конденсатора примерно на порядок по сравнению с нефтяным конденсаторным маслом или вазелином.

Сравнительно дешёвый отечественный материал (октол) представляет собой смесь полимеров изобутилена и его изомеров, имеющих общий состав С 4 Н 8 и получаемых из газообразных продуктов крекинга нефти. Октол имеет  молекулярную массу от 400 до 1500 и плотность 0,850-0,875 Мг/м3; его вязкость при +70°С составляет 1,3-3,0 мПа-с. Значение Е октола 2,3;  tg?  около 0,001. октол с успехом применяется для пропитки бумажной изоляции силовых кабелей на напряжение до 10 кВ. Нитробензол НО-СН2-СН3-ОН  и цианоэтилсахароза С38Н16 имеют высокую диэлектрическую проницаемость. Для использования в электрической изоляции сильполярные жидкости должны быть чрезвычайно тщательно очищены, так как даже малейшие примеси существенно снижают их ? и повышают tg? (менее 0,0001 в диапазоне частот 105-10Гц). Нитробензол характеризуется сильно выраженным эффектом Керра, поэтому может быть применен в устройствах, использующих этот эффект. Сравнительно слабополярная жидкость - лектрол (эфир себациновой  кислоты и бутилового спирта). Строение молекулы НуСа-СОО - (СН) я-СОО-С4На. имеет весьма низкий tg? (менее 0,0001 в диапазоне частот 105-108 Гц).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Газообразные диэлектрики

 

В числе газообразных диэлектриков, прежде всего, должен быть, упомянут воздух, который часто входит в состав электрических устройств и играет в них роль электрической изоляции, дополнительной к твердым или жидким электроизоляционным материалам ЛЗ отдельных частях электрических установок. Например, на участках воздушных линий электропередачи между опорами, воздух образует единственную изоляцию между голыми проводами линии. При недостаточно тщательно проведенной пропитке изоляции электрических машин, кабелей, конденсаторов в ней могут оставаться воздушные включения, часто весьма нежелательные, так как они при высоком рабочем напряжении изоляции могут стать очагами образования ионизации.

Рассмотрим кратко некоторые другие газы, которые могут представить интерес для практики.

При прочих равных условиях (при одинаковых давлении и температуре, форме электродов, расстоянии между ними и т.д.) различные газы могут иметь заметно различающиеся значения электрической прочности. Азот имеет практически одинаковую с воздухом электрическую прочность. Он редко применяется вместо воздуха для заполнения конденсаторов и для других целей, поскольку, будучи близок по электрическим свойствам к воздуху, он не содержит кислорода, который оказывает окисляющее действие на соприкасающиеся с ним материалы. Однако некоторые газы,  имеющие высокую молекулярную массу и соединений, содержащие галогены (фтор, хлор и пр.), для ионизации которых требуется большая энергия, имеют заметно повышенную по сравнению с воздухом электрическую прочность. Так, гексафторид серы (шестифтористая сера) SР6 имеет электрическую прочность примерно в 2,5 раза выше, чем у воздуха. В связи с этим гексафторид серы был назван впервые исследовавшим этот газ советским ученым Б.М. Гохбергом  элегазом (сокращено от слов «электричество» и «газ»). Элегаз примерно в 5,1 раза тяжелее воздуха и обладает низкой температурой кипения. Он может быть сжат (при нормальной температурой) до давления 2 МПа без сжижения. Элегаз не токсичен, химически стоек, не разлагается при нагреве до 800°С, что с успехом можно использовать в конденсаторах, кабелях и т.п. особенно велики преимущества элегаза при повышенных давлениях.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Битумы

 

Битумы - аморфные материалы, представляющие собой сложные смеси углеводородов (обычно они содержат также некоторое количество кислорода и серы) и, обладающие характерным комплексом свойств. Они имеют черный или темно-коричневый цвет, при достаточно низких температурах хрупки и дают характерный излом в виде раковин. Битумы растворяются в углеводородах - легче ароматических (бензол, толуол и др.), несколько труднее в бензине, немаслостойкие. В спирте и воде  битумы нерастворимы. Они имеют гигроскопичность и в толстом слое практически водонепроницаемы. Битумы термопластичны, плотность их близка к 1 Мг/м3  .

различают битумы искусственные (нефтяные), представляющие собой тяжелые продукты перегонки нефти, и природные (ископаемые), называемые также асфальтами. Залежи асфальтов связаны с нефтяными месторождениями, так как в природных условиях асфальты также образовывались из нефти. Асфальты обычно бывают загрязнены минеральными примесями. В электроизоляционной технике из нефтяных битумов применяют битумы марок Б1-3-1П, БН-1У и БН-У, а также более тугоплавкие спецбитумы марок В и Г. Температура размягчения  (по способу кольца и шара) для них должна быть не ниже определенных значений (от 50°С для БН-Ш до 125°С для В).

температура размягчения асфальтов доходит до 220°С. более туго 50 Гц плавкие битумы, как правило, имеют лучшие электроизоляционные свойства, которые медленнее ухудшаются. При повышении температуры они труднее растворимы и при низких температурах более тверды и хрупки. Температура размягчения битума может быть повышена продувкой, т.е. пропусканием воздуха сквозь расплавленный битум. Повышение температуры размягчения битума происходит при этом вследствие окисления и дополнительной полимеризации битума. добавление нефтяного масла улучшает холодостойкость битума, т.е. делает его менее хрупким при низких температурах. битумы - слабополярные вещества с E= 2,5- 3,0;  tg? порядка 0,01; Eпр= 10- 25 МВ/м и р= 1013- 1014 Ом м;  эти параметры мало зависят от влажности. Битумы используются для изготовления лаков и компаундов.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Смолы

Смолы  - применяемые в практике, хотя и не вполне строгое с научной точки зрения, название обширной группы материалов, которые характеризуются 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 (если они только ранее не претерпевали химических изменений) размягчаются, становясь пластичными, а затем жидкими. Применяемые в электроизоляционной технике смолы большей частью нерастворимы в воде и мало гигроскопичны, но растворимы в подходящих 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 пристают к соприкасающимся с ними твердыми телами.

Природные смолы представляют собой продукты жизнедеятельности животных организмов.

Канифоль - хрупкая смола, получаемая из живицы (природной смолы сосны) после отгонки её жидких составных частей (скипидара). Канифоль в основном состоит из органических кислот.

Канифоль растворима в нефтяных маслах (особенно при нагреве) и других углеводородов, растительных маслах, спирте, скипидаре и прочие.

Канифоль, растворённая в нефтяных маслах, применяется при изготовлении пропиточных и заливочных кабельных компаундов.

Электроизоляционные свойства канифоли : r=10 12 - 10 13 Ом м; Е пр = 10 - 15 МВ/м; зависимость  r и tg ? от температуры характерна для полярных диэлектриков. Температура размягчения канифоли составляет 50 - 70 0 С. На воздухе канифоль постепенно окисляется, причём температура размягчения её повышается, а растворимость снижается.

Шеллак- смола, выделяемая на ветвях деревьев некоторыми насекомыми. Он хорошо растворим. Электроизоляционные свойства: ?- 1013-1015 Ом м, ? около 3,5; tg? около 0,01; Епр= 20-20 МВ/м. при 50-60оС шеллак становится гибким, а при дальнейшем повышении температуры размягчается и расплавляется. При продолжительном нагреве шеллак запекается, становясь неплавким и нерастворимым. Таким образом, шеллак обладает слабо выраженными термореактивными свойствами. В электроизоляционной технике шеллак используется в виде клеящих лаков, в частности при изготовлении миканитов.

Копалы - тугоплавкие смолы с характерным блеском, большой твердостью и сравнительно труднорастворимые. эти смолы добавляют частично как ископаемые продукты разложения ранее произраставших деревьев - смолоносов, частично как смолы ныне растущих деревьев. Копалы добавляют к масляным краскам для увеличения твердости их пленок. К ископаемым копалам относятся янтарь. Он имеет ? 1015-1017 Ом м; ?- 2,8; tg?= 0,001. янтарь изредка применяется для изготовления вводов в приборы, где важно высокое сопротивление изоляции.

 

Синтетические смолы.

Полиолефин. Простейший олефин (т.е. ненасыщенный углеводород с одной двойной связью С=С в молекуле) этилен Н2С=СН2 или С3Н4 при нормальной температуре является газообразным веществом. Идеализированная формула строения молекулы полимера  этилена- полиэтилена, являющегося уже твердым веществом, имеет вид цепи, но фактически строение молекулы более сложно. Долгое время единственным способом полиэтилена была полимеризация этилена при весьма высоком (до 300 МПа) давлении и температуре 200°С; при этом инициатором реакции является кислород, вводимый в небольших количествах в реактор. Впоследствии было создано производство полиэтилена  низкого давления (ПЭНД): давление при полимеризации всего 0,3-0,6 МПа, температура около 80°С; используется комплексный катализатор (катализатор Циглера) из смеси ТіС?с одним из алюминийорганических соединений: (С2Н5)А?С?, С2Н5А?С?2,А?(С2Н5)3 или А?(С4Н9)3.

полипропилен- полимер пропилена (Н2С=СН-СН3). Полипропилен имеет плотность 0,90- 0,91 Мг/м3, весьма эластичен (удлинение при разрыве 500-700%), у него высокая температура плавления: 160-170°С, обусловленная его стереорегулярной структурой, длительная нагревостойкость около 105°С. электроизоляционные свойства полипропилена такого же порядка, как и полиэтилена.

Полиизобутилен- полимер изобутилена (Н2С=С (СН3)2) . высокомолекулярный полиизобутилен - каучукоподобное вещество, обладающее значительной липкостью. Он обладает хорошей хладостойкостью (сохраняет эластичность - 80°С). Плотность полиизобутилена 0,91- 0,93 Мг/м?; по химической стойкости он близок к полиэтилену и полипропилену. Для увлечения твердости полиизобутилен часто смешивают с другими полимерами, например, полиэтиленом, или же в полиизобулилен вводят наполнители. Полиизобутилен обладает чрезвычайно малой влагопроницаемостью.

Полистирол. Он получается полимеризацией стирола, в свою очередь получаемого путем синтеза, а также в качестве побочного продукта при сухой перегонке каменного угля. Недостатками его являются хрупкость при пониженных температурах, склонность к постепенному образованию поверхностных трещин, малая стойкость к действию растворителей и невысокая нагревостойкость.

Поливинилхлорид - твердый продукт полимеризации газообразного мономера- винилхлорида, представляющего собой этилен, в молекуле которого 1 атом Н замещен атомом С (винилом называется остаток Н2С=СН-).

вследствие асимметрии строения поливинилхлорид является полярным диэлектриком и имеет пониженные свойства по сравнению с неполярным полимерами. влажность слабо сказывается на удельном сопротивлении. поливинилхлорида ( его ? даже при 90%-ной влажности воздуха выше 5 1013 Ом м), но заметнее влияет на ?л . поливинилхлорид стоек к действию воды, щелочей, разбавленных кислот, масел, бензина с спирта. Он широко используется в технику и в быту для изготовления пластмасс и резинообразных продуктов, в  частности для изготовления оболочек, защитных кабелей и т.п.

Поливиниловый спирт может рассматриваться как полимер гипотетического винилового спирта Н2С=СН-ОН. поливиниловый спирт сам по себе почти не нашел применения в электрической изоляции из-за слишком сильно выраженных дипольных свойств высокого tg? и растворимости в воде. Он служит исходным продуктом для синтеза смол.

Поливинилакрилаты - полимеры эфиров акриловой и метакриловой кислот. Полиарилаты имеют хорошую холодо-, масло - и щелоче - стойкость. В зависимости от вида спиртового остатка в молекуле мономера они могут иметь различные механические свойства - прочность, твердость, эластичность. Этот прозрачный бесцветный материал широко применяется как конструкционный. Свойство выделять при воздействии электрической дуги большое количество газов придает ему качество дугогасящего материала.

Фторорганические полимеры. Фторорганические смолы могут быть как нейтральными, так и полярными. Фтор входит в состав газов, имеющих высокую электрическую прочность. Особо важен для электроэнергетики политетрафторэтилен (F2С=СF3) , или фторлон-4. он неполярен, обладает чрезвычайно высокой для органического вещества нагревостойкостью (порядка +250°С), исключительно химически стоек (на него не действуют соляная, серная, азотная и плавиковая кислоты, щелочи), совершенно негорюч, практически абсолютно не гигроскопичен и не смачивается водой и другими жидкостями. Фторолон-4- белый или сероватый полупрозрачный материал; плотность 2,1- 2,3 Мг/м?; материал сравнительно мягок и обладает склонностью к хладотекучести; предел прочности при растяжении 14-25 МПа, предел прочности при изгибе 11-14 МПа. По электроизоляционным свойствам фторлон-4 принадлежит к лучшим из известных диэлектриков: диапазон частот от 50 до 1010Гц составляет 1,9-2,2; tg ? от 0,0001 до 0,0003; сохраняет гибкость при температуре ниже - 80°С. широкому внедрению фторлона препятствует его высокая стоимость и сложность технологии.

Еще одним важным элементом является политрифторхлорэтилен (фторлон-3)- полимер трифторхлорэтилена.  фторлон-3 обладает следующими свойствами: плотность 2,14 Мг/м?; предел прочности при растяжении 30-40 МПа; относительное удлинение перед разрывом 125-200%; предел прочности при изгибе 60-80 МПа; Е изменяется от 3,3-1011 Ом м; температура разложения +300°С; химическая стойкость весьма высока; радиационная стойкость высокая. Технология изготовления фторлона весьма проста.

Гетероцепные термопластичные смолы. Полиамидные смолы имеют цепочечные молекулы. Они обладают весьма высокой механической прочностью и эластичностью, растворимы лишь в ограниченном числе растворителей. Полиамиды широко применяются для изготовления синтетических волокон, гибких пленок и пластмасс. Они обладают относительно высокой гигроскопичностью, легкой деформируемостью при повышенных температурах, малой радиационной стойкостью и низкой светостойкостью.

полиуретаны - линейные полимеры, сочетающие свойства полиамидов и полиэфиров. Их используют в основном для изготовления эмалированных проводов. Такие провода более нагревостойки, чем провода с изоляцией на поливинилацеталевых лаках. Недостатком эмалированных проводов является склонность к размягчению эмалевой пленки при повышенных температурах (начиная примерно со 150°С).

полиамиды выпускаются в виде лаков, пленок и пластмасс. Они принадлежат к числу наиболее нагревостойких органических полимеров: их длительная рабочая температура 200-250°С, кратковременная - до 500°С. полиамиды имеют свойства, промежуточные между свойствами полиамидов и полиимидов.

Фенолформальдегидные смолы могут быть представлены как термореактивными, так и термопластичными. Если в реакции смолообразования 1 моль фенола приходится не менее одного моля формальдегида, получается термореактивная смола (бакелит). Бакелит в стадии А обладает плавкостью (температура размягчения 55- 80°С) и легко растворяется в спирте и ацетоне. Бакелит в стадии С (в которой находится в готовой, работающей изоляции) обладает высокой механической прочностью, мало эластичен, имеет наклонность к тренингу (образованию на его поверхности проводящих электрический ток следов). Бакелит применяют для пропитки дерева и других материалов, при изготовлении пластмасс, в том числе и слоистых - гетинакса, текстолита и др.

Новолак - термопластичная смола, сохраняющая после нагрева плавкость и растворимость. Он широко применяется для изготовления пластмасс (пресспорошков).

Анилиноформальдегидные смолы - вещество, образующиеся при реакции с формальдегидом аналина Н5С6-?Н2. они менее гигроскопичны благодаря замене группы - ОН менее полярной группой - КН2.

Карбамидоформальдегидные и меламиноформальдегидные смолы изготавливают посредством поликонденсации формальдегида с карбамидом (?Н2)2СО, меланином С3Н6?6 и их производными. Эти смолы обладают сравнительно высокой трекингостойкостью и клеящей способностью. Используются для изготовления пластмасс, лаков, клеев и т.п.

Полиэфирные смолы- продукты поликонденсации различных спиртов и кислот.

Глифталевые смолы, которые получаются поликонденсацией трехатомного спирта- глицерина НО-СН2-СНОН-СН2-ОН и фталевого андегрида. преимущества глифталя перед бакелитом являются более высокие эластичность, клейкость, стойкость к тепловому старению и тригоностойкость.

полиэтилентерефтаталат - термопластичный полимер, получаемый поликонденсацией гликоля НО-СН2-СН2-ОН и терефталевой кислоты НООС-С6Н4-СООН. полиэтилентерефталат имеет значительную механическую прочность и высокую температуру размягчения (примерно 260°С). Он применяется при изготовлении синтетических волокон, гибких пленок и для других целей. Он производится под названием лавсан. При повышенных температурах полиэтилентерефталат на воздухе заметно окисляется, поэтому обработка размягченного нагревом материала должна производиться в атмосфере химически нейтрального газа (азота).

Поликарбонаты- полиэфиры угольной кислоты. Они обладают высокими механическими свойствами и применяются для изготовления пленник, в качестве связующего для стеклотекстолита, для производства литых изделий и т.п.

Полиэфиракрилаты марок МГФ-1, МДФ-1, МДФ-2, МГФ-9, ОЭАК-1 и др. получаются из фталевого андигрида, этиленгликоля, метакриловой кислоты и т.п. они обладают малой вязкостью при нормальной температуре, что особенно удобно для целей пропитки и заливки на холоде.

Кремнийорганические смолы (полиорганосилоксаны, силиконы). В их состав помимо углерода. С входит кремний, являющийся одной из важнейших составных частей многих неорганических диэлектриков: слюды, асбеста, ряда стекол, керамических материалов и пр. основу строения их молекул составляют силоксанная группировка чередующихся атомов кремния и кислорода.

кремнийорганические полимеры используются в лаках, компаундах, пластмассах. Некоторые из них весьма эластичны. Электроизоляционные свойства кремнийорганических соединений высоки даже при повышенных температурах. Также они обладают весьма малой гигроскопичностью и практически не смачиваются водой. Покрытие этими соединениями целлюлозных материалов, пластмасс, керамики создает гидрофобизацию обрабатываемых материалов. Однако кремнийорганические материалы очень дороги, к тому же они имеют, как правило, низкую механическую прочность, обладают плохой адгезией к большинству других материалов и мало маслостойкие.

Эфиры целлюлозы - это искусственные полимеры, получаемые путем химической переработки природного полимера- целлюлозы. При изготовлении эфиров целлюлозы атомы водорода в этих группах заменяются различными группами атомов.

нитроцеллюлоза - сложный эфир, в котором атомы водорода заменяются нитрогруппами -?О2; ацетилцеллюлоза - сложный эфир, в котором атомы водорода заменяются остатками уксусной кислоты - СО - СН3. нитроцеллюлоза весьма горюча, даже взрывоопасна. Ацетилцеллюлоза значительно меньше огнеопасна. Этилцеллюлоза и бензилцеллюлоза - простые эфиры, имеют высокие электроизоляционные свойства и хорошую хладостойкость.

По сравнению с природной целлюлозой ее эфиры имеют то преимущество, что они являются термопластичными материалами и обладают плавкостью и способностью растворятся в соответствующих растворителях, а потому удобны для переработки. Эфиры целлюлозы широко используются для изготовления искусственных текстильных волокон, пленок, лаков, пластмасс. Кроме того, благодаря замене сильнополярных гидроксильных групп менее полярными, эфиры целлюлозы имеют повышенные электрические свойства и меньшую гигроскопичность по сравнению с природной целлюлозой. Общим недостатком эфиров целлюлозы является низкая нагревостойкость.

 

В таблице1 представлены свойства некоторых синтетических смол.

Таблица 1.

Свойства систетических смол

 

Подразделение смол по их физико- химическим свойствам

Смолы

?, Ом м

?

tg?

Епр, МВ/м

органические

полимеризационные

термопластичные

Неполярные

Полиэтилен

Полистирол

Политетрафторэтилен

1013-1015

2,3-2,4

0.0001-0,0005

15-20

1014-1015

2,4-2,6

0,0001-0,0005

20-35

1015-1016

1,9-2,1

0,0001-0,0003

20-30

Поливинилхлорид

Полиметилметакрилат

Полиамиды

Эпоксидные

Фенолоформальдегидные

Полиэфирные

Кремнийорганические

1013-1014

3-5

0,03-0,8

15-20

1011-1012

3,5-4,5

0,02-0,08

20-35

Поликонденсационные

Термореактивные

Полярные

1011-1012

3-4

0,015-0,035

15-20

1012-1013

3-4

0,01-0,03

20-80

1011-1012

5-6,5

0,01-0,1

10-20

1011-1014

3-4,5

0,002-0,02

15-25

Элементоорганические

1012-1014

3-5

0,01-0,03

15-25

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Воскообразные диэлектрики.

 

Давший название группе материалов пчелиный воск для электрической изоляции в настоящее время не используется.

Воскообразные диэлектрики представляют собой твёрдые легкоплавкие вещества, обладающие низкой механической прочностью, они употребляются для пропитки и заливки существенный недостаток - значительная усадка при застывании, по этому большая часть объёма пор изоляции оказывается заполненной воздухом, что приводит к понижению электрической прочности пропитанной изоляции.

Церезин - смесь твёрдых углеводородов метанового ряда. Изготовляется путём очистки минерала озокерита (горного воска, представляющего собой продукт естественного перерождения нефти в условиях доступа воздуха.

Преимущества - более высокая температура плавления (65 - 80 0 С) и стойкость к окислению; плотность у церезина выше, а тангенс меньше чем у парафина. При пропитке бумажных и слюдяных конденсаторов церезин вытесняет парафин.

Парафин - наиболее дешёвая и широко известная неполярное воскообразное вещество. Получают его разгонкой и вымораживанием из соответствующей фракции дистиллата парафинистой нефти.

Имеет плотность 0,85 - 0,9 Мг/м 3 . И температуру плавления 50-55 0 С, tg ??0,0003 - 0,0007, ? - более 10 16 Ом м; Е ПР = 20 - 25 МВ/м. При нормальной температуре парафин обладает высокой химической стабильностью, но при нагреве до 130 0 С на воздухе легко окисляется, снижая плотность в 100 раз. Парафин не растворим в воде и спиртах, но растворяется в жидких углеводородах: нефтяных маслах, бензине, бензоле.

Парафин применяют для пропитки бумажных конденсаторов низкого напряжения, для пропитки дерева и картона, для заливки катушек с невысокой рабочей температурой.

Синтетический парафин и синтетический церезин - высокомолекулярные углеводороды с температурой плавления 100 - 130 0 С получают при изготовлении синтетического бензина и масел. Электроизоляционные свойства этих материалов близки к свойствам натурального парафина и натурального церезина используют при пропитке бумажных конденсаторов.

Вазелин - близкая к воскообразным веществам масса, мазеобразная; Вазелин - смесь твёрдых и жидких углеводородов получаемых из нефти. tg? при 1 кГц , нормальной температуре не более 0,0002, ? -не менее 5, 10, 12 Ом м; ЕПР при 50 Гц не менее 20 МВ/м. Применяется для пропитки бумажных конденсаторов.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Лаки и компаунды.

В общем смысле лаки – это растворы смол (или полимеров) в органических летучих растворителях. После высыхания они образуют блестящие прозрачные пленки, которые выполняют защитные и декоративные функции. Используются лаки для обработки как окрашенных, так и неокрашенных поверхностей. Основными составляющими лаков являются пленкообразующие вещества и растворители, но также для придания специфических свойств в состав могут вносить пластификаторы, разжижители, катализаторы и инициаторы. Зачастую лаки называются по виду пленкообразующего вещества (нитролаки, смоляные, масляные), реже – по виду растворителя (спиртовые).

Группы лакокрасочных покрытий, имеющих высокую механическую и химическую стойкость, защищающих поверхности от вредного влияния окружающей среды, коррозии, температурного и огневого напряжений. Каждая разновидность ЛКМ имеет свое назначение: одни пригодны исключительно для наружных работ, другие - только для внутренних, третьи - универсальны, четвертые придают поверхностям некоторые специальные свойства (табл.3). Свойства ЛКМ в значительной степени определяются типом пленкообразующего вещества (табл.2). За рубежом наибольший объем выпуска и потребления ЛКМ для фасадных работ (более 60%) приходится на вододисперсные краски (ВД), в России этот показатель соответствует 15-20%. Стоимостью сырья определяются экономичность и целесообразность применения той или иной краски: от 0,8-1,9$ за 1 кг для алкидов и 2,0-2,9 - для акрилатов, до 2,5-3,0 для эпоксидов и 4,4-6,0 для полиуретанов. Эпоксидные и полиуретановые основы ЛКМ являются наиболее дорогостоящими, но они в большей мере обеспечивают специальные свойства покрытий: атмосферо -, водо-, хим-, абразиво-, морозо- и термостойкость; высокую адгезию к различным подложкам, включая металл, древесину, пластмассу, бетон. Специфика состава ЛКМ определяет также характер адгезии покрытия к основанию.

Ниже рассмотрены лакокрасочные материалы , имеющие высокую механическую и химическую стойкость, защищающие поверхности от влияния окружающей среды, коррозии, температурного и огневого напряжений. Коррозия - это процесс разрушения поверхности металлов под влиянием химического и электрохимического воздействий среды. По статистическим данным, суммарный ущерб от коррозии металлов в промышленно-развитых странах может достигать 4-5% национального дохода. Независимо от типа конструкции и условий ее эксплуатации наиболее простым и доступным способом борьбы с коррозией является применение защитных лакокрасочных покрытий (ЛКП). ЛКП удобны в нанесении, обновимы, создают декоративный фон. Их защитное действие обуславливается либо механической изоляцией поверхности, либо химическим и электрохимическим взаимодействием покрытия и поверхности. Основными недостатками большинства ЛКП являются их ограниченные паро-, газо-, и водопроницаемость, недостаточные термо- и морозостойкость. В зависимости от состава пигментов и пленкообразующей основы ЛКП могут играть роль: барьера, пассиватора, протектора. Барьерная защита - это механическая изоляция поверхности. Эффективность ее зависит от проницаемости, стойкости покрытия, степени его сцепления с изолируемой поверхностью и быстроты появления в покрытии микротрещин.

Химические средства огнезащиты подразделяют на: обмазки, лаки, краски,пропитки. Обмазки представляют собой растворы на основе цемента, асбеста и других подобных материалов. Их наносят на защищаемые конструкции, подобно штукатурке, толстым слоем, препятствующим контакту поверхности с пламенем. Эти составы используют, в основном, для защиты металлических конструкций и кирпичных стен. Обмазки могут выдерживать прямое действие огня в течение нескольких часов, но не являются ЛКМ по определению.

Лаки и краски, в отличие от обмазок, имеют широкую гамму цветов и придают поверхностям декоративный вид, их можно использовать внутри жилых помещений. Применяют их для окраски металлических и деревянных конструкций. Пропитки используют, как правило, при защите древесины. Показателем эффективности использования огнезащитных составов на металле является время огнестойкости - промежуток от начала испытаний до достижения на защищаемом металле критической температуры +500°С..

Среди показателей, которыми должны обладать подобные ЛКМ: стойкость к воздействию УФ-лучей, воздействию щелочей, кислот и агрессивных атмосферных газов, стойкость к морской воде, к истиранию и механическим нагрузкам.

Таблица 2.

Буквенные индексы, обозначающие вяжущие, входящие в состав краски

Наименование

АБ

Ацетобутилатцеллюлозное

АК

Полиакрилатные (на окрилатных смолах)

АЦ

Ацетилцеллюлозное

БТ

Битумное

ВА

Поливиниацетатное

ВЛ

Поливинилацетатное

ВС

Винилацетатное (на основе сополимеров винилацетата)

ГФ

Глифталевые лаки

КО

Кремнийорганические лаки

КФ

Канифольное

КЧ

Каучуковое

МА

Масляные (растительное масло или олифа)

МЛ

Меланиновые (меламиналксиды смолы)

МЧ

Мочевидные (карбамидные, мочевиноформальдегидные)

 

Таблица 3.

Цифровые индексы назначения краски

Назначение краски

1

Атмесферостойкие (для наружных работ); эксплуатируются при любых климатических условиях на открытом воздухе

2

Ограниченностойкие (для внутренних работ); эксплуатируются в отапливаемых и неотапливаемых помещениях под навесом

3

Защитные, консервационные; для временной защиты при хранении

4

Водостойкие; стойкие к воздействию простой воды, ее паров и морской воды

5

Специального назначения; стойкие к воздействию рентгеновских лучей, светящиеся

6

Масло - и бензостойкие; стойкие к воздействию масел, консистентных смазок, бензина, керосина и др.

7

Химически стойкие; стойкие к воздействию кислот, щелочей, их паров и других жидких химреагентов

8

Термостойкие; стойкие  к воздействию повышенной температуры; термоиндикаторы

9

Электроизоляционные; стойкие к воздействию электрических напряжений, токов, поверхностных зарядов, электрической дуги

 

 

 

Лаки делятся на светлые (масляные или масляно-смоляные) и черные (битумные или исковые). Наибольшее распространение получили алкидные, масляно-смоляные и безмасляные лаки. Масляные лаки представляют собой растворы природных смол и полимеров в высыхающих растительных маслах, содержащих сиккативы и растворители. Сиккативы способствуют быстрому высыханию, смолы и полимеры придают поверхности блеск и твердость, а растворители обеспечивают лучшее сцепление пленки с поверхностью. Лаки с высоким содержанием масла считаются жирными, а с низким - тощими.

Для изготовления масляных лаков на основе природных смол применяют канифоль, копал, даммару, для лаков на основе синтетических полимеров - алкидный полимер, полиперхлорвинил, поливинилхлорид, полифенолформальдегид. В последнее время лаки, изготовленные на основе природных смол, используются гораздо меньше, большей популярностью пользуются лаки на основе полимеров.

 Поливинилхлоридные лаки стойки к действию бензина, масла, многих химически активных веществ и применяются как покрывные лаки для защиты изоляции, работающей, например, в содержащей кислотные пары атмосфере.

Алкидные и масляно-смоляные лаки - это растворы алкидных или других синтетических полимеров в органических растворителях и модифицированные маслами. В зависимости от содержания масел эти лаки подразделяются на жирные (более 60% масла), средние (40—45) и тощие (35). Более жирные лаки используются для наружной отделки, тощие применяются для внутренних работ, например для покрытия столярных изделий. Масляные (масляно-смоляные) лаки производят на основе растительных масел (содержание в среднем – 41 %) и некоторых природных или синтетических смол (22 %), вследствие чего они долго высыхают (до 4 суток) и образуют долговечную эластичную пленку. Такие лаки часто используются для вскрытия деревянного пола. Недостатком масляных лаков является низкая чувствительность к колебаниям температуры и влажности окружающей среды, поэтому пол все время остается прохладным. Смоляные лаки содержат меньше масла, чем смолы, либо одинаковое количество масла и смолы (так называемые «тощие» и «средние» лаки). «Тощие» лаки достаточно быстро высыхают (до 24 часов), а пленки получаются очень блестящие, хрупкие и недостаточно атмосферостойкие. «Средние» лаки высыхают за 48 часов, образованные пленки поддаются механической обработке, но они недостаточно стойкие к атмосферным колебаниям. Смоляные лаки подразделяются на лаки на основе термопластических (шеллачные лаки) и термореактивных смол (алкидные, эпоксидные, полиуретановые лаки). Лак бакелитовый ЛБС-1 представляет собой раствор фенолоформальдегидной смолы резольного типа в этиловом спирте и изготавливается по ГОСТ 901-78. Лак предназначен для склеивания, пропитки, покрытия различных материалов, для защиты теплообменной и другой аппаратуры от воздействия технической горячей воды, слабых и средних растворов кислот и солей, для окраски нефте- и бензобаков, в составах связующих для слоистых пластиков.

 Кремнийорганические лаки - предназначены для изготовления различных термостойких эмалей, а также для защитной окраски металлических, бетонных, стеклянных, керамических поверхностей. Кремнийорганические лаки и эмали отличаются высокой нагревостойкостью и могут длительно работать при 180—200° С, поэтому они применяются в сочетании со стекловолокнистой и слюдяной изоляцией. Кроме этого, пленки обладают высокой влагостойкостью и стойкостью к электрическим искрам. Лаки и эмали на основе полихлорвиниловых и перхлорвиниловых смол отличаются стойкостью к воде, нагретым маслам, кислым и щелочным химическим реагентам, поэтому они применяются в качестве покровных лаков и эмалей для защиты обмоток, а также металлических деталей от коррозии. Следует обратить внимание на слабое прилипание полихлорвиниловых и перхлорвиниловых лаков и эмалей к металлам. Последние вначале покрывают слоем грунта, а затем лаком или эмалью на основе полихлорвиниловых смол. Сушка этих лаков и эмалей производится при 20, а также при 50—60° С. К недостаткам такого рода покрытий относится их невысокая рабочая температура, составляющая 60—70° С.

Глифталевые лаки используются для покрытия деревянных отделочных материалов и декоративной штукатурки. Лаки, полученные на основе мочевиноформальдегидного полимера, используются для покрытиядощатых и паркетных полов. Перхлорвиниловые лаки применяются для лакирования масляных покрытий.

Синтетические (или безмасляные) лаки - это растворы синтетических полимеров в органических растворителях (уайт-спирит, ацетон, сольвент и др.).

Спектр видов синтетических лаков весьма обширен, как обширен и спектр полимеров, на основе которых они изготавливаются. Самые распространенные - глифталевые, мочевиниформальдегидные, перхлорвиниловые, полиакриловые и нитроцеллюлозные лаки.

  Водно-эмульсионные лаки — это устойчивые эмульсии лаковых основ в водопроводной воде. Лаковые основы производят из синтетических смол, а также из высыхающих масел и их смесей. Водно-эмульсионные лаки пожаро - и взрывобезопасны, потому что в их составе нет легковоспламеняющихся органических растворителей. Из-за малой вязкости такие лаки имеют хорошую пропитывающую способность. Их применяют для пропитки неподвижных и подвижных обмоток электрических машин и аппаратов, длительно работающих при температурах до 105° С. Безмасляные синтетические лаки готовят из синтетических смол. К ним относятся пентафталевые и перхлорвиниловые.

Лак пентафталевый ПФ-170 светло-коричневый применяют для внутренних и наружных покрытий по масляной краске, дереву и металлу. В смеси с масляно-смоляными лаками марок 4, 5, 6 соответствующих тонов в соотношении 60:40 (масляно-смоляной, пентафталевый) он образует прочное покрытие полов. Такой лак высыхает в течение 2-3 сут, а его расход составляет 200 г на 1 м2 поверхности. Наносят лак валиком или краскораспылителем.

Алкидиостирольный  лак МС-25 светло-коричневый применяют для стойких внутренних противокоррозийных покрытий конструкций из бронзы, меди и алюминия, а также для атмосфероустойчивого покрытия по дереву. При температуре 18-20°С этот лак высыхает в течение 8 ч.

Нитроцеллюлозные лаки (нитролаки). Нитролаки – это растворы нитроцеллюлозы, смол и пластификаторов в органических растворителях. Пленки нитролаков характеризуются высокой прозрачностью, значительной стойкостью к колебаниям условий светопогоды, они легко поддаются механической обработке (полировке, шлифовке). Применяют для тонирования изделий из древесины и придания им декоративного блеска. Характеризуются резким запахом, быстро высыхают, огнеопасны. Нитроцеллюлозные лаки (нитролаки) получают путем растворения нитрата целлюлозы в смеси активных органических растворителей. Свойства лаков регулируют введением в композицию различных смол (алкидных, аминоформальдегидных и др.). Нитролаки образуют твердые прозрачные, практически бесцветные быстросохнущие пленки. Чаще всего нитролаки (НЦ-221, НЦ-222, НЦ-218, НЦ-228 и др.) применяют для лакирования изделий из дерева. Нитролаки НЦ-228 и НЦ-243 кислотного отвердения - матовые. Ими отделывают встроенную мебель. Покрытия из этих лаков, по сравнению с другими марками, имеют улучшенные физико-механические характеристики, повышенную светостойкость и стойкость к слабым химическим реагентам и растворителям.

Нитролаки высыхают в течение 2 ч, обладают высокой тепло- и водостойкостью, а также устойчивостью к различным минеральным маслам и бензину.

Отдельно следует отметить битумный и каменноугольный (пековый) лак. Они применяются для обработки металлических поверхностей и металлического оборудования санитарно-технического назначения в качестве антикоррозийных покрытий.

Пропиточные лаки применяются для пропитки обмоток электрических машин и аппаратов с целью закрепления их витков, увеличения коэффициента теплопроводности обмоток и повышения их влагостойкости. Покровные лаки позволяют создать защитные влагостойкие, маслостойкие и другие покрытия на поверхности обмоток или пластмассовых и других изоляционных деталей. Клеящие лаки предназначаются для склеивания листочков слюды друг с другом или с бумагой и тканями с целью получения слюдяных электроизоляционных материалов (миканиты, микалента и др.).

Эмали представляют собой лаки с введенными в них пигментами — неорганическими наполнителями (окись цинка, двуокись титана, железный сурик и др.). Пигменты вводятся с целью повышения твердости, механической прочности, влагостойкости, дугостойкости и других свойств эмалевых пленок. Эмали относятся к покровным материалам.

По способу сушки различают лаки и эмали горячей (печной) и холодной (воздушной) сушки. Первые требуют для своего отверждения высокой температуры — от 80 до 200° С, а вторые высыхают при комнатной температуре. Лаки и эмали горячей сушки, как правило, обладают более высокими диэлектрическими, механическими и другими свойствами. С целью улучшения характеристик лаков и эмалей воздушной сушки, а также для ускорения отверждения их сушку иногда производят при повышенных температурах — от 40 до 80° С. Пропиточные лаки:

В обозначении марок электроизоляционных пропиточных лаков буквы и цифры означают:

ГФ – глифталевый

ФЛ – глифталевый

ПЭ – полиэфирный

МЛ – меламинный

ИД – полиэфиримидный

9 – электроизоляционный

М – модификация

ФЛ-98   В.Химическая структура лака - модифицированный глифталь. Используется для пропитки обмоток электрических машин и аппаратов, в том числе тяговых, крановых и других электродвигателей, работающих в тяжёлых условиях эксплуатации. Сушка пропитанных лаком обмоток производится при температуре 125 –140°С. Отличительная особенность – хорошая высыхаемость в толстом слое. 

МЛ-92B. Химическая структура лака - модифицированный глифталь. Используется для пропитки обмоток электрических машин, аппаратов и трансформаторов. Сушка пропитанных лаком обмоток производится при температуре 120 -130°С. Отличительная особенность – высокая цементирующая способность, влаго - и маслостойкость. Может применяться как покрывной лак.

ГФ-95 B. Химическая структура лака - модифицированный глифталь. Используется  для пропитки обмоток электрических машин, аппаратов и трансформаторов, работающих в масле, а также подвергающихся действию кислых химических реагентов (паров кислот и хлора). Сушка пропитанных лаком обмоток производится при температуре 110 -120°С. Отличительная особенность – способность длительно сохранять пластичность при тепловом старении, высокая маслостойкость и дугостойкость. Может применяться как покрывной лак.

ПЭ-993F.Химическая структура лака – полиэфирэпоксид. Используется для пропитки обмоток электрических машин. Сушка пропитанных лаком обмоток производится при температуре 140 – 150°С. Отличительная особенность - хорошая цементирующая способность.  

ПЭ-9153М*F. Химическая структура лака – модифицированный олигоимидалкид. Используется для пропитки обмоток электрических машин и аппаратов. Отличительная особенность – пониженное содержание токсичных, пожаро - и взрывоопасных органических растворителей, сокращённое время и пониженная температура сушки. Может применяться взамен лаков ГФ-95, МЛ-92, ФЛ-98, ПЭ-933, ФА-97.  

ИД-9152*H. Химическая структура лака – полиэфирциануратимид. Используется для пропитки обмоток электрических машин и аппаратов. Отличительная особенность – пониженное содержание токсичных, пожаро - и взрывоопасных органических растворителей, сокращённое время и пониженная температура сушки. Лак ИД-9152 может применяться взамен дорогих и дефицитных кремнийорганических лаков.  

*В стадии промышленного освоения.

 Покрывные лаки служат для образования механически прочной, гладкой, блестящей, влагостойкой пленки на поверхности твердой изоляции (часто — на поверхности предварительно пропитанной пористой изоляции). Некоторые покрывные лаки (эмаль-лаки) наносят не на твердую изоляцию, а непосредственно на металл, образуя на его поверхности электроизоляционный слой (например, изоляция эмалированных проводов, изоляция листов электротехнической стали в расслоенных магнитопроводах электрических машин и аппаратов). К покрывным лакам принадлежат также пигментированные эмали; это — лаки, в состав которых входит пигмент, т.д.

Клеящие лаки применяются для склеивания между собой твердых электроизоляционных материалов (например, клейка листочков расщепленной слюды при изготовлении миканитов) или для приклеивания их к металлу. Помимо высоких электроизоляционных свойств и малой гигроскопичности (общие требования для всех электроизоляционных лаков), клеящие лаки должны обеспечивать особо высокую адгезию к склеиваемым материалам.

Черные лаки. В состав этих лаков входят битумы, которые и определяют черный цвет, как жидкого лака, так и лаковой пленки. По сравнению с масляными лаками они дешевле и образуют менее гигроскопичные пленки с более высокими электроизоляционными свойствами, слабо подверженные старению, но зато менее эластичные.

При нагреве пленки этих лаков склонны к размягчению.

Чисто битумные лаки — растворы битумов в органических растворителях — являются лаками холодной сушки; эти лаки в качестве электроизоляционных непригодны, так как у них особенно резко выражены указанные выше отрицательные свойства лаковой пленки: малая гибкость, низкая нагревостойкость и небольшая стойкость к растворителям. Обычно такие лаки используют в качестве антикоррозионных покрытий металлических изделий.

Масляно-битумные лаки помимо битумов содержат в своей основе высыхающие масла Свойства этих лаков занимают промежуточное положение между свойствами чисто битумных и чисто масляных лаков; благодаря присутствию высыхающих масел пленки данных лаков более гибки, менее подвержены действию растворителей и размягчению при нагреве, чем пленки битумных лаков. Чисто-битумные лаки образуют гибкие пленки черного цвета, стойкие к влаге, но легко растворяющиеся в минеральных маслах (трансформаторное и смазочное). По нагревостойкости эти лаки относятся к классу А (105° С).

Битумные лаки получают из битумов специальных марок с добавлением различных смол, масел. При высыхании битумные лаки образуют черную пленку, обладающую стойкостью к воде и некоторым химическим реагентам. Однако антикоррозионные свойства битумной пленки в атмосферных условиях недостаточно высоки. Чаще всего битумные материалы (лак БТ-577, краски БТ-177 и БТ-184) применяют для временной защиты металла, так как они значительно дешевле других материалов.

Электроизоляционные компаунды

Компаунды представляют собой изоляционные составы, которые в момент использования бывают жидкими, а затем отвердевают. Компаунды не имеют в своем составе растворителей. По своему назначению данные составы делятся на пропиточные и заливочные. Первые из них применяют для пропитки обмоток электрических машин и аппаратов, вторые — для заливки полостей в кабельных муфтах, а также в электромашинах и приборах с целью герметизации.

Компаунды бывают термореактивными (не размягчающимися после отвердевания) и термопластичными (размягчающимися при последующих нагревах). К термореактивным можно отнести компаунды на основе эпоксидных, полиэфирных и некоторых других смол. К термопластичным относятся компаунды на основе битумов, воскообразных диэлектриков и термопластичных полимеров (полистирол, полиизобутилен и др.). Пропиточные и заливочные компаунды на основе битумов по нагревостойкости относятся к классу А (105° С), а некоторые к классу Y (до 90° С). Наибольшей нагревостойкостью обладают компаунды эпоксидные и кремнийорганические.

Компаунды МБК изготовляют на основе метакриловых эфиров и применяют как пропиточные и заливочные. Они после отвердевания при 70—100° С (а со специальными отвердителями при 20° С) являются термореактивными веществами, которые могут использоваться в интервале температур от —55 до +105° С.

 

 Пропиточные компаунды

Пропиточные компаунды, назначение которых аналогично назначению пропиточных лаков. По сравнению с пропиточными лаками они способны обеспечить лучшую влагостойкость и влагонепроницаемость изоляции, так как при охлаждении после пропитки затвердевают полностью и в них не остается крупных пор (каналов) — следов растворителя, испаряющегося из затвердевающего материала, что может иметь место при пропитке лаками. Назначение пропитки, а также покрытия электроизоляционными лаками и компаундами пористой изоляции уже неоднократно рассматривалось нами ранее. После пропитки или покрытия лаками необходима вторая сушка для удаления растворителя, а для термореактивного лака или термореактивного компаунда термообработка требуется и с целью его отверждения; после пропитки или заливки термопластичными компаундами последующий нагрев не нужен.

Процесс пропитки изоляции компаундом аналогичен пропитке лаком: если в исходном состоянии при нормальной температуре компаунд твердый, его надо предварительно разогреть, чтобы перевести в жидкое состояние.

Особое значение компаунды имеют для кабельной техники. Пропиточные компаунды (пропиточные кабельные массы), служащие для пропитки бумажной изоляции силовых кабелей и изготавливающиеся из нефтяного масла, к которому добавляется канифоль или синтетические смолы.

В обозначении марок электроизоляционных пропиточных компаундов буквы и цифры означают:

КП – пропиточный

ПК – пропиточныйцифры – номер изделия

КП-34 F. Используется для пропитки обмоток электрических машин, в том числе для капельной и струйной пропитки. Поставка в комплекте с инициатором и ускорителем.

КП-55 B, F. Используется для пропитки обмоток электрических машин методом погружения или вакуум-нагнетательной пропитки. Поставка в комплекте с инициатором и ускорителем.  

ПК-5 F. Используется для пропитки обмоток электрических машин и аппаратов, изготовленных с применением проводов с эмалевой и волокнистой изоляцией методом струйного полива, а также для заливки электротехнических изделий, в том числе статоров водопогружных насосов.

 

Заливочные компаунды служат для заполнения сравнительно больших полостей, промежутков между различными деталями в электрических машинах и аппаратов, а также для получения сравнительно толстого покрытия на тех или иных электротехнических узлах, деталях, блоках. Применение заливочных компаундов преследует цели защиты изоляции от увлажнения и от действия химически активных веществ, увеличения разрядного напряжения, улучшения условий отвода тепла и пр.

Наиболее старыми по времени внедрения в электропромышленность компаундами являются битумы с определенной температурой размягчения (тугоплавкие битумы требуют высокой температуры при компаундировании, но зато имеют более высокие электроизоляционные свойства, нагревостойкость и стойкость к действию растворителей). Иногда битумные компаунды используют для пропитки статорных обмоток электрических машин. По сравнению с пропиточными лаками они способны обеспечить лучшую влагостойкость и влагонепроницаемость изоляции, так как при охлаждении после пропитки затвердевают полностью и в них не остается крупных пор (каналов)- следов растворителя, испаряющегося  из затвердевающего материала, что может иметь место при пропитке лаками. Для пропитки роторных обмоток битумные компаунды непригодны из-за своей термопластичности; битум, размягченный при нагреве до рабочей температуре машины, может быть выброшен из вращающейся обмотки действием центробежной силы. Чтобы несколько повысить нагревостойкость и маслостойкость битумного компаунда, к нему примешивают некоторое количество высыхающего масла. Если же требуется понизить температуру размягчения компаунда, к нему добавляют некоторое количество компаунда-разбавителя, т.е. битума с низкой температурой размягчения (60-70°С). В этом возникает необходимость, когда компаунд долгое время применялся для пропитки различных изделий. При заполнении компаундом воздушных промежутков между катушками электрических аппаратов и металлическими кожухами существенно улучшаются условия отвода тепла. Вследствие этого мощность аппарата может быть повышена. Теплоотвод можно улучшить еще больше, если применить обладающий повышенной удельной проводимостью кварц-компаунд, т.е. битум смешанный с минеральным кристаллическим наполнителем - чистым кварцевым песком.

 Заливочные компаунды также широко применяют в кабельной технике (заливочные кабельные массы). Они служат для заливки соединительных, ответвительных  и  концевых муфт.

Термореактивные, эпоксидные полиэфирные компаунды. За последние годы все большее значение приобретают термореактивные компаунды, необратимо отверждающиеся в результате происходящих в жидком компаунде химических превращений. Термореактивные компаунды обладают более высокой нагревостойкостью по сравнению с термопластичными, так как при нагреве (после отверждения) они уже не размягчаются. Термореактивные компаунды применяются для пропитки и заливки различных деталей, узлов, сухих трансформаторов, изоляции водостойких электрических машин. Заливка значительно улучшает электрические свойства изоляции, защищает от увлажнения, механических повреждений и пр. правда заливка термореактивным компаундом затрудняет ремонт детали при ее пробое или ином повреждении, в большинстве случаев при повреждении залитой детали требуется ее замена.

весьма распространены эпоксидные компаунды, представляющие собой эпоксидную смолу с добавлением наполнителей, пластификаторов и других ингредиентов. Непосредственно перед употреблением компаунда в него вводиться отвердитель; в зависимости от вида отвердителя эпоксидные компаунды могут отверждаться или на холоду или при нагреве. Эпоксидные компаунды в последнее время применяются, в частности, в качестве кабельных заливочных масс. Благодаря высокой механической прочности отвержденного эпоксидного компаунда в ряде случаев залитая таким компаундом муфта может выполняться без металлического кожуха.

Важное значение имеют также термореактивные полиэфирные компаунды, а на основе ненасыщенных полиэфирных смол. Часто со стиролом, метилметакрилатом и другими ненасыщенными мономерами, которые служат активными разбавителями. Катализаторами охлаждения являются органические перекиси. Полиэфирные компаунды, как правило, дают значительную (порядка 6%) усадку при отверждении. В этом отношении они хуже эпоксидных компаундов, дающих значительно меньшую усадку.  

 

 

 

 

 

 

 

 

Волокнистые материалы

К этой группе относятся листовые и рулонные материалы, состоящие из волокон органического и неорганического происхождения. Волокнистые материалы органического происхождения (бумага, картон, фибра и ткань) получают из растительных волокон древесины, хлопка и натурального шелка. Нормальная влажность электроизоляционных картонов, бумаги и фибры колеблется от 6 до 10%. Волокнистые органические материалы на основе синтетических волокон (капрон) обладают влажностью от 3 до 5%. Такая же примерно влажность наблюдается у материалов, получаемых на основе неорганических волокон (асбест, стекловолокно). Характерными особенностями неорганических волокнистых материалов являются их негорючесть и высокая нагревостойкость (класс С). Эти ценные свойства в большинстве случаев снижаются. При пропитке этих материалов лаками.

 Дерево

Дерево -  многолетнее растение с одеревеневшим главным стеблем (стволом), сохраняющимся в течение всей его жизни, и ветвями, образующими крону. Благодаря своей распространенности, дешевизне и легкости механической обработки, дерево явилось одним из первых электроизоляционных и конструкционных материалов, получивших применение в электротехнике. Дерево обладает неплохими механическими свойствами, в особенности, если учесть его легкость: прочность дерева, отнесенная не к геометрическим размерам, а к массе, не ниже, чем у стали. Более тяжелые породы деревьев прочнее, чем более легкие. Прочность дерева в различных направлениях различна: прочность поперек волокон меньше, чем вдоль. Плохо работает дерево на раскалывание вдоль волокон.

Недостатки дерева:

1)   высокая гигроскопичность, обусловливающая резкое снижение электроизоляционных свойств дерева при его увлажнении, а также коробление и растрескивание деталей, изготовленных из влажного дерева при его высушивании;

2)   2) нестандартность свойств дерева даже одной и той же породы. Неоднородность свойств образцов дерева в зависимости от направления их выпиливания, наличие сучков и других дефектов;

3)   3) низкая нагревостойкость, а также горючесть.

Свойства дерева улучшаются при его пропитке парафином, льняным маслом, различными смолами и т.д. для плотных пород дерева (наиболее широко применяется в электротехнике береза, бук и граб) увеличение массы при пропитке составляет 60-70%. пропитку дерева следует производить только после окончания всей механической обработки (распиловки, сверления и пр.). Наиболее интенсивно дерево всасывает влагу вдоль волокон, и поэтому торцы досок должны быть защищены особенно тщательно, их следует после пропитки дополнительно лакировать. Если деревянные детали предназначаются для работы в трансформаторном масле, то их после сушки пропитывают тем же маслом.

Дерево в электротехнике применяется для изготовления штанг, приводов, распределителей и масляных выключателей, рукояток рубильников, опорных и крепежных деталей трансформаторов высокого и низкого напряжения, пазовых клиньев электрических машин, фанерного шпона для производства клееных материалов, деревянных опор линий электропередачи и связи и т.п.   

Электроизоляционную бумагу изготавливают обычно из древесной целлюлозы. Наибольшую пористость имеет микалентная бумага, применяемая в производстве слюдяных лент.

 Кабельная бумага применяется в сфере кабельной техники. Она выпускается различных марок, обозначаемых буквами К, КМ, КВ, КВУ, КВМ и КВМУ (К - кабельная, М - многослойная, В - высоковольтная, У - уплотненная) и цифрами от 15 до 240 (толщина бумаги- 15- 240 мкм). Бумаги марок К и КМ применяются для силовых кабелей напряжением до 35 кВ, КВ и КВУ- 35 кВ и выше, КВМ и КВМУ- 60 кВ и более. Объемная масса неуплотненных кабельных бумаг  2-х различных марок составляет 0,76 или 0,87, а уплотненных бумаг 1,09-1,10 Мг/м3. уплотненные бумаги, пропитанные нефтяным маслом, имеют более высокую диэлектрическую проницаемость (примерно 4,3), чем у неуплотненных (примерно 3,5). В связи с этим в конструкциях кабелей на напряжении выше 35 кВ используется следующая комбинация уплотненных и неуплотненных бумаг.

В бумажной изоляции силового кабеля слабыми местами- очагами развития пробоя - являются зазоры между отдельными лентами бумаги.

Бумага кабельная 080

Бумага кабельная К- 080, К- 120 предназначена для межслоевой изоляции катушек трансформаторов, пускорегулирующей и контролирующей аппаратуры, изготовления жгутов для заполнения межфазовых пустот в силовых кабелях с бумажной пропитанной изоляцией и других аналогичных целей.

Также используется для изготовления лекал.

Изготовляется по ТУ 13-00279410-35-94

Масса 1кв. м - 50-90 грамм

Ширина рулона 750мм, 1000 мм, вес рулонов 200-500 кг.

Бумага кабельная 120

Бумага кабельная К- 080, К- 120 предназначена для межслоевой изоляции катушек трансформаторов, пускорегулирующей и контролирующей аппаратуры, изготовления жгутов для заполнения межфазовых пустот в силовых кабелях с бумажной пропитанной изоляцией и других аналогичных целей.

Также используется для изготовления лекал.

Изготовляется по ТУ 13-00279410-35-94

Масса 1кв. м - 50-90 грамм

Ширина рулона 750мм, 1000 мм,

Вес рулонов 200-500 кг.

Производство миканитов с подложками

Телефонная бумага марок КТ и КТУ согласно ГОСТ 3553-73 имеет толщину 50 мкм. Объемная масса телефонных бумаг должна быть малой (не более 0,80- 082 Мг/м2). Чтобы уменьшить емкость изоляции телефонных кабелей (в этих кабелях, работающих при сравнительно низком напряжении, бумага находится в непропитанном состоянии). Телефонная бумага выпускается как натурального (желтоватого, свойственного сульфатной целлюлозе) цвета, так и окрашенной в красный, синий или зеленый цвет. Различная расцветка служит для различных жил кабелей. Телефонная бумага используется, кроме того, для изоляции обмоточных проводов марок ПБ и ПББО, а также как подложка при изготовлении микафолия.

Пропиточная бумага марок ЗИП- 50, ЭИП- 63 и ЭИП- 75 (числа обозначают массу 1 м2 бумаги в граммах; толщина этих бумаг 0,09; 0,11 и 0,13 мм соответственно) по ГОСТ 3441-63 употребляется для изготовления листового гетинакса.

Намоточная бумага марок ЭН-50 и ЭН- 70 (числа - номинальная толщина в микронах) по ГОСТ 1931-64, - более тонкая и плотная по сравнению с пропиточной.

Кондннсаторная бумага является очень важным материалом, в пропиточном виде она образует диэлектрик бумажных конденсаторов. Выпускается 2-х видов: КОН - обычная конденсаторная бумага и «силикон»- бумага для силовых конденсаторов. По объемной массе различают марки: 0,8 (только силикон), 1 и 2. бумаги марки 0,8 имеют объемную массу около 0,8 Мг/м?; марки 1- 1,0 Мг/м? и марки 2- от 1,17 до 1,25 Мг/м?. номинальные толщины различных марок этих бумаг - от 4 до 30 мкм. Конденсаторная бумага выпускается в рулонах шириной от 12 до 750 мм. Помимо механических свойств, химического состава и пр. ГОСТ нормирует электроизоляционные свойства, в том числе наибольшее количество токопроводящих включений (от 5  включений на 1 м? для бумаги силикон-1 толщиной 30 мкм до 1800 включений на 1 м? для бумаги КОН-2 толщиной 4 мкм) и наименьшее пробивное напряжение (от 240 В для бумаги КОН-2 толщиной 4 мкм до 680 В для бумаги силикон-1 толщиной 30 мм). Малая толщина конденсаторной бумаги позволяет  получить высокую удельную (на единицу активного объема) емкость конденсатора, поскольку в первом приближении при невысоких рабочих напряжениях удельная емкость обратно пропорциональна квадрату толщины диэлектрика.

Микалентная бумага в последнее время используется наряду с конденсаторной бумагой. Они имеют весьма малый tg? при довольно высокой нагревостойкости. Микалентная бумага имеет толщину 20± 2 мкм и массу 1 м?.

 Электрокартон изготавливают из древесной целлюлозы или из смеси хлопчатобумажных волокон и волокон древесной (сульфатной) целлюлозы, взятых в различных соотношениях. Увеличение содержания хлопчатобумажных волокон снижает гигроскопичность и усадку картона. Электрокартон, предназначенный для работы в воздушной среде, имеет более плотную структуру по сравнению с картоном, предназначенным для работы в масле. Картон толщиной 0,1—0,8 мм выпускают в рулонах, а картон толщиной от 1 мм и выше — в листах различных размеров.

Микалента — так называется гибкий в холодном состоянии электроизоляционный материал, состоящий из кристаллов щипаной слюды, склеенной при помощи лака со специальной особо прочной в продольном направлении бумагой, покрывающей слюду с обеих сторон. В зависимости от марки лака, слюды и величины электрической прочности микалента имеет следующие марки: ЛМЧ1, ЛМС1, ЛФЧ1, ЛФС1, ЛМЧП, ЛМСП, ЛФЧИ и ЛФСП. В указанных марках буква и цифры означают: Л — лента миканитовая, М — слюда мусковит, Ф — слюда флогопит, Ч — масляно-битумный лак (черный), С — масляно-глифталевый лак (светлый), I —микалента с повышенной электрической прочностью, II — микалента нормальная. Для изготовления микалент применяется микалентная бумага (рис.1) и слюда мусковит 1-го и 2-го сортов I и II группы или флогопит 1-го сорта I и II группы по ГОСТ 3028—57. В качестве связующего используются: для черных микалент масляно-битумный лак концентрации 43—46% и вязкостью 23±2 сек (по воронке ГИПИ-4), для светлых микалент — масляно-глифталевый лак концентрации 40— Рис.1. Микалентная бумага. 46% и вязкостью 18—20 сек. Процесс производства микалент заключается в нанесении лака на микалентную бумагу, раскладке на ней слюды по определенной схеме и

покрытии сверху вторым слоем микалентной бумаги с нанесенной на нее лаковой пленкой.

Электрокартон изготавливают из древесной целлюлозы или из смеси хлопчатобумажных волокон и волокон древесной (сульфатной) целлюлозы, взятых в различных соотношениях. Увеличение содержания хлопчатобумажных волокон снижает гигроскопичность и усадку картона.  Электрокартон, предназначенный для работы в воздушной среде, имеет более плотную структуру по сравнению с картоном, предназначенным для работы в масле. Картон толщиной 0,1—0,8 мм выпускают в рулонах, а картон толщиной от 1 мм и выше — в листах различных размеров. Электрокартон "ЭВ" 0.1- 0.5 мм

Прямое назначение Электрокартона: изготовление деталей электроизоляции. Однако благодаря высокой изноустойчивости он приобрел огромную популярность среди швейников и стал незаменимым материалом для изготовления лекал. Лекала из электрокартона не "лохматятся" по краям, что позволяет использовать их часто и долговременно. Картон производиться толщиной: 0.1 мм, 0.2 мм, 0.3 мм, 0.4 мм, 0.5 мм, в рулонах. Ширина рулона: 1020 мм- 1050 мм . Масса 1 кв. метра картона толщиной 0,1 мм - 115 гр. Цвет картона: светло-коричневый. Стандартная промышленная упаковка - рулоны от 300 до 500 кг.

Электрокартон "Б" 1.0-3.0 мм

Используется для деталей электроизоляции в трансформаторах, в аппаратах, а также в другом электрооборудовании с масляным заполнением при рабочей температуре до 105oС включительно. Также используется для изготовления лекал в легкой промышленности и при изготовлении вставок в погоны. Для крышек при сшивании документов для архивного хранения. В некоторых случаях, например для пошива изделий из кожи, лекала изготовляют из толстого Электрокартона. Толщина картона обычно 1,0 мм или 1,5 мм в самых редких случаях - 2,0 мм. Такой картон изготовляется в листах. Формат листа зависит от марки и партии. Это могут быть следующие форматы: 103 см х 110 см , 73 см х 102 см, 100 см х 150 см, 100 см х 100 см. Масса 1 кв. м. картона толщиной 1,0 мм: 1000 гр, толщиной 1.5 мм - 1500 гр, толщиной 2,0 мм - 2000 гр. Вы можете приобрести от 1 листа электрокартона.

Электрокартон "ЭВ" 0.8,1.0-3.0 мм

Предназначен для изготовления деталей электроизоляции в электрооборудовании и агрегатах, работающих в воздушной среде при температуре до 90 град. Широко используется в изготовлении лекал в легкой промышленности. Картон Толщиной: 0.1 мм, 0.2 мм, 0.3 мм, 0.4 мм, 0.5 мм, производится в рулонах. Ширина рулона: 1050 мм Толщиной: 1.25 мм, 1.5 мм, 1.75 мм, 2.0 мм, 2.5 мм, 3.0 мм производится в листах. Формат листа: 730 х 1000мм.

Картон продается от 1 кв. метра. Мы можем отправить любой, даже самый маленький заказ в Ваш город почтово-багажными вагонами или автотранспортом.

Подробно о доставке смотрите в разделе: Доставка

Фибра представляет собой монолитный материал, получаемый в результате прессования листов бумаги, предварительно обработанных нагретым раствором хлористого цинка и отмытых в воде. Фибра поддается всем видам механической обработки и формованию после размачивания ее заготовок в горячей воде.  Полипропиленовая фибра (рис.2) является эффективной микроармирующей добавкой для бетона и в прочие растворы на цементной или гипсовой основе. Фиброволокно пользуется высоким спросом при работах с устройством полов (вплоть до того, что полипропиленовая фибра может служить более дешевой альтернативой стальной

Рис.2.Фибра   армирующей сетке), штукатурных работах, в производстве легких бетонов, где невозможно применять стальную фибру, фибробетонов. Также полипропиленовая фибра служит для предотвращения трещинообразования бетонных и гипсовых изделий. В мелкоштучных декоративных изделиях полипропиленовая фибра особенно играет большую роль, так как за счет добавления фиброволокна в состав, можно уменьшить количество брака изделий до 90%. Полипропиленовое фиброволокно для бетона - продукт высокой технологии Российского производства, полный аналог раскрученной британской марки фиброволокон "фибрин". Армирующие полипропиленовые волокна производятся непрерывным способом из гранул чистейшего полипропилена С3Н6 путем экструзии и вытяжки при нагревании с последующим нанесением на поверхность замасливающего состава, способствующего рассеиванию и сцеплению поверхности фиброволокна с цементным раствором, затем нарезаются в зависимости от области применения фибры. Волокна строительные микроармирующие, равномерно распределенные в бетоне, армируют его по всему объему. Благодаря своей тонкости и большой гибкости, фиброволокна не выступают на поверхности, что делает ее более гладкой и ровной.

Фибра полипропиленовая используется во всех видах цементосодержащих смесей – строительные растворы, штукатурки, ремонтные составы, пенобетон и прочие ячеистые бетоны, декоративный печатный бетон, торкретбетон и т.д. и т.п.

 Фибробетон с добавлением полипропиленовой фибры в 5 раз более устойчив к удару и раскалыванию по сравнению с обычным бетоном. Применение при небольших нормах расхода фибры повышает до 60 % устойчивость бетона к истиранию. При введении фибры в бетон снижается проницаемость и водопоглощение – вода, грязь и химические вещества впитываются медленнее, увеличивается морозостойкость, прочность бетона на изгиб. Применение полипропиленового волокна строительного микроармирующего в см обеспечивает устойчивость к образованию микротрещин на 3 стадиях.

Повышает способность бетона к деформации без разрушения в критический период- 2-6 часов после укладки. На более позднем этапе, когда бетон затвердел и начинает давать усадку, полипропиленовые фиброволокна соединяют края трещин, снижая, таким образом, риск разлома. Применение полипропиленовой фибры позволяет уменьшать выделение воды посредством эффективного контроля гидратации, тем самым снижая внутренние нагрузки. Более подробно: Основные свойства фибры

Стоимость фиброволокна ВСМ незначительна в конечном изделии, но позволяет до 70% сократить риск появления трещин. Стоимость фиброволокна в стяжке пола не более ~ 10 рублей/м2, но последствия её отсутствия могут стоить в 1000 раз дороже, а это потеря качества от появления трещин, как следствие срыв сроков из-за исправления и переделки участков с трещинами, перерасход бюджета (доп. работы, механизмы и материалы), штрафные санкции и испорченная репутация. Риск наступления последствий от появления трещин стоит менее 10 рублей/м2)

Использование полипропиленовой фибры в бетонных растворах устраняет образование усадочных трещин на раннем этапе на 60-90%, для сравнения - арматурная сетка всего на 6%. Фибра эффективна при устройстве стяжек пола как промышленных, так и бытовых. В данном случае полипропиленовая фибра является экономичной альтернативой стальной сетке, широко применяемой в наливных бетонных полах и стяжках пола, но не может быть использована в качестве замены конструктивной стальной арматуры в монолитном домостроении. Когда бетон дает усадку, стальная сетка подвергается сжатию и увеличивает растягивающие напряжения в бетоне. Стальная сетка растягивается и имеет ценность только после того, как бетон треснул. Как альтернатива, полипропиленовая фибра способствует предотвращению микротрещин, образующихся в бетоне в пластическом состоянии. Получаем уже, по сути, другой материал - армированный фиброй бетон (фибробетон).

Большой популярностью фибра полипропиленовая пользуется у производителей пеноблоков и прочих блоков из ячеистых бетонов. При производстве и транспортировке пеноблоков с добавлением полипропиленовой фибры существенно уменьшается количество брака бетонных изделий, повышается качество товара. Фиброволокно также сокращает время первичного и окончательного твердения пеноблоков и, как следствие, дает ускорение оборота форм, что позволяет увеличить производительность.

Летероид — тонкая листовая и рулонная фибра, используемая для изготовления различного вида электроизоляционных прокладок, шайб и фасонных изделий.

Асбестовые бумаги, картоны и ленты изготавливаются из волокон хризолитового асбеста, обладающего наибольшей эластичностью и способностью скручиваться в нити. Все асбестовые материалы стойки к щелочам, но легко разрушаются кислотами.

Электроизоляционные стеклянные ленты и ткани производят из стеклянных нитей, получаемых из бесщелочных или малощелочных стекол. Преимущество стеклянных волокон перед растительными и асбестовыми состоит в их гладкой поверхности, понижающей поглощение влаги из воздуха. Нагревостойкость стеклянных тканей и лент выше асбестовых.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Текстильные ткани

Натуральные волокна, подразделяются на волокна растительного (хлопок, лен, пенька) и животного (шерсть, шелк натуральный) происхождения. Натуральные волокна как растительного, так и животного происхождения характеризуются высокими гигиеническими свойствами, и в первую очередь гигроскопичностью, низкой  электризуемостью, но изделия из них очень мнутся, дают усадку.

  Хлопок, лен, пенька:

Загорается легко, горит быстро, без копоти; имеет запах жженой бумаги. Вне пламени горение продолжается с образованием серого рассыпчатого пепла

Шерсть, шелк натуральный:

Загорается легко, горит умеренно, без копоти; имеет запах жженого рога; образуется хрупкий пористый шарик черного цвета. Вне пламени горение прекращается

Химические волокна бывают искусственные и синтетические. Искусственные волокна получают из природных высокомолекулярных соединений - целлюлозы, растительных и животных белков. К ним относятся вискозные, медноаммиачные, ацетатные и триацетатные волокна. Синтетические вырабатываются из синтетических полимеров, получаемых путем переработки продуктов нефти, угля и природного газа. Это - полиамидные, полиэфирные, полиакрилонитрильные, поливинилхлоридные, полиолефиновые и поливинилспиртовые волокна. В разных странах эти волокна имеют различные названия. К полиамидным волокнам относятся капрон, нейлон, силон, дедерон, стилон; полиэфирным - лавсан, лакрон, терилен, тревира, элана, грилен, тетерон, кураре; к полиакрилонитрильным - нитрон, орлон, пан, панакрил, акрилан А, дралон, куртель, кашмилон, анилана; поливинилхлоридным - поливинилхлорид, ацетохлорин, виньон, пе-це; полиолефиновым - полиэтиленовое и полипропиленовое волокно, пайлен, полиатен, курлен; к поливинилспиртовым - винол, винал и др.

Искусственные волокна по некоторым своим физико-механическим и химическим свойствам приближаются к натуральным, но все, же значительно уступают им по гигиеническим свойствам, поэтому их применяют в основном в смесях с натуральными волокнами.

Синтетические волокна отличаются от натуральных и искусственных более высокой прочностью на разрыв, устойчивостью к истиранию, несминаемостью и малым водопоглощением, но они неустойчивы к высоким температурам, легко электризуются, обладают низкой гигроскопичностью. Поэтому их лучше сочетать с натуральными и искусственными волокнами: лавсан - с шерстью, хлопком или вискозой, нитрон с шерстью, капрон - с хлопком и т. п. Капрон придает ткани высокую механическую прочность, нитрон и лавсан, кроме того, еще снижают ее способность к усадке. Изделия из смешанных волокон хорошо сохраняют тепло, быстро сохнут и не требуют глаженья.  В последние годы появилось множество модифицированных синтетических волокон с улучшенными свойствами: более объемных, гигроскопичных, эластичных, пушистых, с лучшей окрашиваемостью, пониженной степенью электризуемости, т. е. волокна, близкие к натуральным.

Чтобы определить класс волокон, нужно из утка и основы ткани выдернуть по нескольку ниток и сжечь в пламени спички или горелки. По запаху, характеру горения сжигаемых ниток, остатку с помощью приведенной ниже таблицы можно определить состав ткани, а значит, и правильный уход за ней.

Вискозное и медно-аммиачное:

Загорается легко, горит быстро, без копоти; имеет запах жженой бумаги. Вне пламени горение продолжается с образованием серого рассыпчатого пепла

Ацетатное и триацетатное:

Загорается легко, горит без копоти; имеет запах жженой бумаги и уксусной кислоты; образуется на конце нити пористый твердый шарик темно-бурого цвета. Вне пламени горение продолжается. Загорается с трудом, горит без копоти, умеренно; имеет запах сургуча; образуется твердый блестящий шарик. Вне пламени горение прекращается

Полиамидное (капрон, нейлон и др.):

Загорается легко, горит быстро, с копотью; имеет едкий запах; образуется рыхлый матовый шарик. Вне пламени горение продолжается

Полиэфирное (лавсан, терилен и др.):

Загорается легко, горит быстро, с копотью, имеет едкий запах; образуется твердый блестящий шарик черного цвета. Вне пламени горение продолжается.

Дакрон. (Ti-Cron, Surgidac), полиэфир (также используется название "дакрон*" или "полиэстер") - синтетическая плетеная нерассасывающаяся нить. Имеет высокую прочность, крайне редко вызывает тканевую реакцию, обладает хорошими манипуляционными свойствами. Дакрон на ощупь довольно гладкий и мягкий Появившаяся впервые в 1950 г. синтетическая парусная ткань дакрон, которая в ГДР носит название ланон, или териленэ, является лучшей из всех применявшихся до сих пор. Ткань обладает лучшими свойствами орлона и нейлона и лишена их недостатков. Дакрон имеет такую же высокую прочность, как нейлон, равную ему прочность на истирание и еще менее чувствительна к влаге. Готовый материал закаляется так же, как и орлон, путем нагревания и получает в результате этого исключительно гладкую поверхность. Благодаря своей высокой прочности на разрыв для изготовления паруса могут применяться значительно более легкие ткани. Изменение влажности воздуха во время дождя или в солнечную погоду не оказывает на дакрон никакого влияния. Паруса сохраняют свою первоначальную форму, совершенно независимо от того, стоит ли влажная или сухая погода. Днем и ночью, при сухом или влажном воздухе дакроновые паруса могут применяться в определенно установленном положении. После необходимого процесса закалки дакроновая ткань теряет свойство садиться или вытягиваться.

Капрон

Капрон — синтетическое волокно, относящееся к группе полиамидных волокон. Отличается прочностью, упругостью, износостойкостью. Как и другие синтетические волокна, капрон устойчив к воздействию микроорганизмов, но при этом обладает низкой светостойкостью, электризуется.

Наиболее ценными свойствами капрона, как и других полиамидных нитей, являются его высокая прочность и формоустойчивость. В составе с хлопком или шерстью мы привыкли видеть «капрон» на этикетках тех изделий, при эксплуатации которых эти свойства необходимы — чулочно-носочных, спортивного трикотажа, купальников. Капроновая нить нашла также свое применение в изделиях узорного ткачества, кружевах, тесьме, крученых шнурах и другой подобной продукции. Следует отметить, что изделиям с высоким содержанием капрона свойственны недостатки, общие для всех полиамидов.

Найлон (анид, полиамид-6,6) [-OC-(CH2)4-CO-NH-(CH2)6-NH-]n получают поликонденсацией двух мономеров:

  • адипиновой кислоты HOOC-(CH2)4-COOH и
  • гексаметилендиамина H2N-(CH2)6-NH2.

Цифры в названии "полиамид-6,6" означают число атомов углерода между группами -NH- в структурном звене. Для обеспечения строгой эквивалентности адипиновой кислоты и диамина сначала приготовляют их соль (соль АГ) путем смешения реагирующих веществ в растворе метанола:

H2N(CH2)6NH2+HOOC(CH2)4COOH ® [H2N(CH2)6-NH3]+[OOC-(CH2)4COOH]-

Затем нагревают водный раствор или суспензию (60-80%) очищенной соли в автоклаве. По окончании реакции расплавленный полиамид выдавливается из автоклава в виде непрерывной ленты, которая потом рубится на "крошку". Весь процесс поликонденсации и дальнейшие операции с расплавленным полимером проводят в атмосфере азота, тщательно освобожденного от кислорода во избежание окисления и потемнения полимера. Области применения найлона, как и других полиамидов, - получение синтетического волокна и некоторых конструкционных деталей.

Хлорин - торговое название поливинилхлоридного волокна, выпускаемого в СССР.

Электроизоляционные стеклянные ленты и ткани производят из стеклянных нитей, получаемых из бесщелочных или малощелочных стекол. Преимущество стеклянных волокон перед растительными и асбестовыми состоит в их гладкой поверхности, понижающей поглощение влаги из воздуха. Нагревостойкость стеклянных тканей и лент выше асбестовых.

Электроизоляционные лакированные ткани (лакоткани)

Лакированные ткани представляют собой гибкие материалы, состоящие из ткани, пропитанной лаком или каким-либо электроизоляционным составом. Пропиточный лак или состав после отвердевания образует гибкую пленку, которая обеспечивает хорошие электроизоляционные свойства лакоткани. В зависимости от тканевой основы лакоткани делятся на хлопчатобумажные, шелковые, капроновые и стеклянные (стеклоткани).

В качестве пропиточных составов для лакотканей применяют масляные, масляно-битумные, эскапоновые и кремнийорганические лаки, а также кремнийорганические эмали, растворы кремнийорганических каучуков и др. Наибольшей растяжимостью и гибкостью обладают шелковые и капроновые лакоткани. Они могут работать при нагреве не выше 105° С (класс А). К этому же классу нагревостойкости относятся все хлопчатобумажные лакоткани.

Основными областями применения лакотканей являются: электрические машины, аппараты и приборы низкого напряжения. Лакоткани используют для гибкой витковой и пазовой изоляции, а также в качестве различных электроизоляционных прокладок.

Лакотканью называется гибкий электроизоляционный материал, представляющий собой ткань, пропитанную электроизоляционным лаком. По роду пропитывающего лака наиболее распространенные лакоткани подразделяются на светлые (желтые) — на масляных лаках и черные — на масляно-битумных лаках.

Светлые лакоткани относительно стойки к действию органических растворителей; недостатком их является склонность к тепловому старению, обусловленная большим содержанием сиккативов в масляных лаках (для достижения большой скорости сушки при прохождении ткани через пропиточную машину).

Черные лакоткани в соответствии с общими свойствами масляно-битумных лаков обладают лучшими электроизоляционными

 

 

 

 

 

 

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Гибкие пленки

 

Особый вид изделий из органических полимеров - тонкие прозрачные гибкие пленки, выпускаемые в рулонах. Эти пленки, обладающие высокой электрической и механической прочностью, находят широкое применение в изоляции электрических машин, кабелей и обмоточных проводов, в качестве диэлектрика конденсаторов и т.д.

пленку иногда используют наклеенной на картон. Получается композиционный материал с высокой электрической и механической прочностью. Такой пленкокартон широко используется в изоляции электрических машин.

из полярных синтетических пленок большое значение имеют полиэтилентерефталатные пленки (майлар, мелинекс, хостафан и др.) толщиной от 0,04 до 0,35 мкм. Они имеют хорошие механические и электроизоляционные свойства, химически стойки и нагревостойкости. по короностойкости они превосходят как триацетатные, так полиэтиленовые и полистирольные пленки. Их параметры: плотность 1,38-1,40 Мг/м?;  предел прочности при растяжении 120-180 МПа; относительное удлинение перед разрывом 50-100%; ?= 1014 Ом м; ?= 3,0; tg?=0,007 (при 50 Гц); интервал рабочих температур от -60 до +150° С.

Пленки из полиамидных смол имеют предел прочности при растяжении до 100 МПа, относительное удлинение перед разрывом 150-400%.

поликарбонатные пленки Макрофоль имеют плотность 1,2 Мг/м?, предел прочности при растяжении 100-200 МПа и относительное удлинение перед разрывом 30-100%; ?= 1014-1015 Ом м; ?= 2,9; tg?= 0,006 (при 50 Гц); Епр+ 60-90 МВ/м (при толщине пленки 0,1 мм).

полиэтилен, полипропилен, полистирол, политетрафторэтилен. Электроизоляционные пленки из полистирола (стирофлекс) изготавливаются механически ориентированными без введения пластификаторов, которые заметно ухудшают высокие электроизоляционные свойства полистирола. Эти пленки мало нагревостойки. применяются для изготовления конденсаторов. Причем неполярные пленки обеспечивают высокое сопротивление изоляции, малый  tg? конденсатора (до 5 10-4), малые токи абсорбции (что важно для устройств) и стабильности емкости. Зато полярные пленки имеют белее высокую ? и потому позволяют получать меньшие габариты конденсатора при той же емкости. Пленки из стирофлекса используются  при изготовлении некоторых типов высокочастотных кабелей. Отдельные типы пленок, в частности поликарбонатные весьма перспективны для изготовления силовых кабелей на сверхвысокие напряжения (сотни киловольт). Как правило, ?, ? и tg? и пленок из синтетических полимеров близки к ?, ? и tg? тех же материалов в толстом слое. Электрическая прочность при уменьшении толщины возрастает, однако у очень тонких пленок, благодаря влиянию местных неоднородностей, опять уменьшается. Предел прочности при растяжении и относительное удлинение при разрыве пленок, особенно ориентированных, выше, чем у тех же материалов в толстом слое.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Пластические массы

Пластическими массами (пластмассами) называются твердые материалы, которые на определенной стадии изготовления приобретают пластические свойства и в этом состоянии из них могут быть получены изделия заданной формы. Данные материалы представляют собой композиционные вещества, состоящие из связующего вещества, наполнителей, красителей, пластифицирующих и других компонентов. Исходными материалами для получения пластмассовых изделий являются прессовочные порошки и прессовочные материалы. По нагревостойкости пластмассы бывают термореактивные и термопластичные.

Слоистые электроизоляционные пластмассы

Слоистые пластмассы — материалы, состоящие из чередующихся слоев листового наполнителя (бумага или ткань) и связующего. Важнейшими из слоистых электроизоляционных пластмасс являются гетинакс, текстолит и стеклотекстолит. Они состоят из листовых наполнителей, располагающихся слоями, а в качестве связующего вещества использованы бакелитовые, эпоксидные, кремнийорганические смолы и их композиции. В качестве наполнителей применяют специальные сорта пропиточной бумаги (в гетинаксе), хлопчатобумажные ткани (в текстолите) и бесщелочные стеклянные ткани (в стеклотекстолите). Перечисленные наполнители сначала пропитывают бакелитовыми или кремнийорганическими лаками, сушат и режут на листы определенного размера. Подготовленные листовые наполнители собирают в пакеты заданной толщины и подвергают горячему прессованию, в процессе которого отдельные листы при помощи смол прочно соединяются друг с другом.

Асбестотекстолит представляет собой слоистую электроизоляционную пластмассу, получаемую горячим прессованием листов асбестовой ткани, предварительно пропитанных бакелитовой смолой. Его выпускают в виде фасонных изделий, а также в виде листов и плит толщиной от 6 до 60 мм. Асбогетинакс — слоистая пластмасса, получаемая горячим прессованием листов асбестовой бумаги, содержащей 20% сульфатной целлюлозы или асбестовой бумаги без целлюлозы, пропитанных эпоксидно-фенолоформальдегидным связующим.

Из рассмотренных слоистых электроизоляционных материалов наибольшей нагревостойкостью, лучшими электрическими и механическими характеристиками, повышенной влагостойкостью и стойкостью к грибковой плесени обладают стеклотекстолиты на кремнийорганических и эпоксидных связующих.

Винилпласт - пластмасса из венилхлорида. изготавливается в виде листов толщиной от 0,3 до 1,0 мм. При горячей прессовке в этажерочных прессах. Из винилпласта изготавливаются трубы, стержни и различные фасонные изделия. Он имеет предел прочности при растяжении не менее 50 МПа, относительное удлинение при разрыве от 10 до 50%, удельную ударную вязкость не менее 120 кДж/м?; ?=1018 Ом м; ?S1014 Ом; ?=3,2-4,0; tg?= 0,01-0,05; Епр= 15-35 МВ/м. винипласт применяется для изоляции в разного рода электрической аппаратуре.

Гетинакс электротехнический листовой (ГОСТ 2718-74) представляет собой слоистый материал, полученный методом горячего прессования бумаги, пропитанной термореактивным связующим на основе фенолформадегидных или эпоксидных смол. Длительно допустимая рабочая t=-65-+120оС. Применяется как изоляционный материал в условиях нормальной относительной влажности окружающей среды и в трансформаторном масле при напряжении до 1000В.

Гетинакс электротехнический листовой нефольгированный (ГОСТ-2718-74) представляет собой слоистый материал, полученный методом горячего прессования бумаги, пропитанной термореактивным связующим на основе фенолформальдегидных или эпоксидных смол;

Длительно допустимая рабочая температура от -65°С до +120°С;

Толщина от 0,2; 0,3; 0,4; 0,5; 0,8; 1,0; 1,2; 1,5; 2,0; 2,5; 3,0; 4,0; 5,0; 6,0; 8,0; 10,0; 12,0; 15,0; 16,0; 18,0; 20,0; 25,0; 30,0; 35,0; 40,0; 45,0; 50,0 мм.

Гетинакс электротехнический листовой фольгированный (ГОСТ-10316-78) представляет собой слоистый прессованный материал, изготовленный на основе бумаги, пропитанной теплостойким связующим и облицованный с одной (ГФ-1) или двух (ГФ-2) сторон медной электролитической фольгой; Предназначен для изготовления печатных плат радиоэлектронной аппаратуры. Надежен в эксплуатации. Допускает механическую обработку: обточку, фрезерование, распиловку и сверление без образования трещин и слоев при соблюдении режимов обработки;

Толщина листов: 1,0, 1,5, 2,0, 2,5, 3,0 (мм).

Гетинакс фольгированный влагостойкий модифицированный ГОФВМ

представляет собой слоистый прессованный материал, облицованный с одной (ГОФВМ-1) или двух (ГОФВМ-2) сторон медной электролитической гальваностойкой фольгой;

Предназначен для изготовления печатных плат,

допускающих работу в относительной влажности воздуха до 95% при температуре не выше 40 градусов Цельсия;

Толщина листов: 1,0, 1,5, 2,0, 2,5, 3,0 (мм).

Гетинакс марки ЛГ, изготавливается на основе лавсановой бумаги и эпоксидной смолы;

толщина листов: 1,0; 2,0; 3,0; 4,0; 5,0; 6,0; 8,0; 10,0; 12,0; 15,0; 16,0; 18,0; 20,0; 25,0; 30,0; 35,0; 40,0; 45,0; 50,0 мм.

Минимальная партия – 1 лист.

Текстолит — электроизоляционный конструкционный материал, применяемый для производства подшипников скольжения, шестерён и других деталей, а также в электро- и радиотехнике. Представляет из себя слоистый пластик на основе ткани из волокон и полимерного связующего вещества (например, эпоксидной смолы). Текстолит на основе стеклоткани называется стеклотекстолитом. Листовой стеклотестолит, покрытый медной фольгой, служит основой для изготовления заготовок печатных плат. Стеклотекстолит — наиболее распространенный материал, используемый для изготовления игровых макетов клинкового оружия и луков роевиками. Электротехнический листовой текстолит - лучший изоляционный материал.

Текстолит электротехнический листовой это стандартный слоистый материал, полученный методом горячего прессования хлопчатобумажных тканей, пропитанных термореактивным связующим на основе фенолформальдегидной смолы. Благодаря применению х/б тканей текстолит обладает высокой прочностью при сжатии и повышенной ударной вязкостью, отлично подвергается механической обработке сверлением, резанием, штамповкой, благодаря этому он широко применяется при изготовлении деталей, нагруженных знакопеременными электрическими и механическими нагрузками или работающих при трении (втулки, кулачки и т.п.).

Как электроизоляционный материал текстолит применяется для работы в трансформаторном масле и на воздухе в условиях нормальной относительной влажности окружающей среды при частоте тока 50Гц. Длительно допустимая рабочая температура текстолита от -65°С до +105°С. 3

Текстолит марки А: имеет повышенные электрические свойства и чаще применяется как изоляционный материал.

Текстолит марки Б: тот же, что и марки А, но имеет повышенные механические свойства и чаще применяется как конструкционный материал.

Фольгированные материалы

Современное серийное и индивидуальное строительство не может идти по традиционному пути простого увеличения толщины теплоизоляции не только из-за высокой себестоимости (в которую входит не только стоимость увеличивающейся толщины теплоизоляции, но и доставка, монтаж, дополнительные материалы для крепления), но и из-за того, что, чем толще слой теплоизоляции, тем больше тепловой энергии потребуется на ее нагрев и, следовательно, понадобится значительно больше времени для смены теплового режима. Принцип действия отражающей изоляции прост: тепло, как и свет переносится посредством излучения, следовательно, поток тепла можно остановить с помощью отражения. Чем больше разница температур снаружи и внутри здания, тем больше лучистая составляющая теплопотерь, для обычных жилых домов лучистые теплопотери могут составлять от 20% до 70% от общей величины теплопотерь. Недостаточная изоляция этого вида тепловой энергии является главной причиной нагревания внутренних помещений летом и тепловых потерь зимой. С помощью отражающей изоляции, уменьшающей передачу лучистой энергии за счет отражения инфракрасной части излучения поверхностью алюминиевой фольги или металлизированной пленки с коэффициентом отражения до 97%, мы сохраняем до 70% тепла в помещении.

Вспененный полиэтилен - гибкий, экологически чистый теплоизоляционный материал, с низким коэффициентом теплопроводности, высоким сопротивлением диффузии водяного пара и низким водопоглощением.

Полированная алюминиевая фольга - отражает до 97 % теплового излучения, создает дополнительный паро- и гидроизоляционный барьер, защищает изоляционный слой от воздействия ультрафиолетового излучения, предохраняя полиэтилен от старения.

Материал обладает:

  • высоким сопротивлением теплопередаче;
  • низкой теплопроводностью;
  • надежной паро- и гидроизоляцией;
  • технологичностью установки;
  • экологической чистотой;

Благодаря уникальному сочетанию свойств основы и алюминиевой фольги

обеспечивает минимальные теплопотери при небольшой толщине (работает по принципу термоса;

является хорошим пароизоляционным и гидроизоляционным материалом;

обладает хорошим звукопоглощением;

не подвержен коррозии, гниению и воздействию ультрафиолетового излучения;

технологичен и прост при установке.

Область применения:

  • утепление стен, полов, потолков, кровли, чердачных, мансардных и подвальных помещений;
  • изоляция в системах «теплый дом»;
  • отражающая изоляция за радиаторами отопления;
  • изоляция трубопроводов, емкостей и арматуры в системах водоснабжения и отопления;
  • изоляция воздуховодов в системах вентиляции;
  • изоляция кузовов в легковых и грузовых автомобилях

Стеклотекстолит фольгированный СФ-1-35Г, СФ-2-35Г ГОСТ 10316-78. СОНФ ТУ16-303-204-80. Применяется в приборостроении, радиотехнике, электронике для изготовления печатных плат. Допускает механическую обработку. Толщина 0,5-3,0 мм. Время устойчивости к воздействию расплавленного припоя при t 260оС не менее 20 сек. (1 класс). Прочность на отслаивание в исходном состоянии (на ширину полоски 3 мм) не менее 4,5Н (1 класс).

Намотанные электроизоляционные изделия

Намотанные электроизоляционные изделия представляют собой твердые трубки и цилиндры, изготовленные методом намотки на металлические круглые стержни каких-либо волокнистых материалов, предварительно пропитанных связующим веществом. В качестве волокнистых материалов применяют специальные сорта намоточных или пропиточных бумаг, а также хлопчатобумажные ткани и стеклоткани. Связующими веществами являются бакелитовые, эпоксидные, кремнийорганические и другие смолы.

Намотанные электроизоляционные изделия вместе с металлическими стержнями, на которые они намотаны, сушат при высокой температуре. С целью гигроскопичности намотанных изделий их лакируют. Каждый слой лака сушат в печи. К намотанным изделиям можно отнести и сплошные текстолитовые стержни, потому что их тоже получают путем намотки заготовок из текстильного наполнителя, пропитанного бакелитовым лаком. После этого заготовки подвергают горячему прессованию в стальных пресс-формах. Намотанные электроизоляционные изделия применяют в трансформаторах с воздушной и масляной изоляцией, в воздушных и масляных выключателях, различных электроаппаратах и узлах электрооборудования.

Стеклоткань. Стекло в толстом слое - хрупкий материал, но тонкие стеклянные изделия обладают повышенной гибкостью. Весьма тонкие (диаметром 4-7 мкм.) стеклянные волокна имеют уже настолько высокую гибкость, что могут обрабатываться приемами текстильной технологии. Большая гибкость и прочность стекловолокна объясняется ориентацией молекул поверхностного слоя стекла, имеющей место при вытягивании стекловолокна из расплавленной стекломассы и его быстром охлаждении.

Стекловолокно производится следующим способом: стекло расплавляют в изготовленной из тугоплавкого платинового сплава лодочке, которая накаливается пропусканием через нее электрического тока. В дне лодочки имеются отверстия (фильеры) диаметром около 1 мм. Расплавленная стекломасса под действием собственного веса медленно вытекает сквозь отверстия в виде нитей. Выходящая из фильеры нить наматывается на быстро вращающийся барабан, увлекается им с очень большой скоростью (= 30 м/с) и, пока она еще полностью не успела охладиться и затвердеть, вытягивается в тонкое волокно.

Из стеклянных нитей, скрученных из отдельных волокон, ткут стеклянные ткани (рис.1), ленты и шланги; эти же нити используют для изоляции обмоточных проводов.

Изоляционные стеклоткани предназначаются для изготовления электроизоляционных материалов, фольгированных диэлектриков, печатных плат, кровельных материалов (гидростеклоизхола), используются при изготовлении различных стеклопластиковых конструкций и теплоизоляции трубопроводов.

Материалы на основе стеклоткани обладают высокой стойкостью к разложению и механическому износу, долговечностью, повышенной прочностью и коррозионной устойчивостью.

Благодаря хорошей теплоудерживающей способности стекла, стеклоткани и стекло пластики на основе стеклотканей муллитокремнеземных материалов применяются для теплоизоляции трубопроводов, котлов, труб.

Преимущества стеклоткани изоляционной по сравнению с органическими волокнами: высокая нагревостойкость, а также высокая механическая прочность, относительно малая гигроскопичность и хорошие электроизоляционные свойства. Поэтому стеклянную изоляцию можно применять для наиболее трудных изоляций (при высокой температуре, большой влажности и пр.) недостатки стекловолокна: малая эластичность (таблица 3), пониженная по сравнению с органическими волокнами гибкость, а также малая стойкость по отношению к стиранию. 

Таблица 3.

Электроизоляционные ткани

Ткани Э1,3- 125П; Э3- 200П; Э1,3/1- 100П; Э2,4- 80П; Э1,4- 62П; Э4/1- 46П; Э1,4- 30П выпускаются по ГОСТ 19907- 83. Э(с)- 38П по ТУ 6- 48- 39- 90; Э3(1-200П

Марка ткани

Толщина,

мм

Поверхностная плотность, г/м?

Плотность ткани, нить/см

Разрывная нагрузка. Н(КГС), не менее

Ширина

,см

Содержание веществ, удаляемых при прокаливании,%

Перенос уточных нитей, %, не более

Провисание фона ткани. см, не более

Вид переплетения

Длина одного рулона ткани, м

 

 

 

Основа

Уток

Основа

Уток

 

 

 

 

 

 

Э1- 125П

0,125±0,01

145±9

16+1

16±1

882 (90)

882(90)

90,95

1,1-1,5

2

1,5

Полотняное

250

Э3-125П

0,125±0,013

145±12

16+1

16±1

784

(80)

784(80)

90,95

1,1-1,5

3

2,0

Полотняное

250

Э3-200П

0.190,01-0,02

20016-10

10+1

9±1

1127(115)

 

1078(110)

90,95, 100

1,1-1,5

3

2,0

Полотняное

250

Э3/1-200П

0,2± 0,35

195±25

10+1

17±1

_ _

_ _

90,95, 100

1,0- 1,5

4

3,0

Полотняное

250

Э1/1-100П

0,1± 0,01

110±6

16+1

16,5±1

588(60)

588(60)

90,95, 100

1,1-1,5

2

1,5

Полотняное

300

Э3/1-100П

0,1± 0,01

110±10

16+1

16,5±1

588(60)

588(60)

90,95, 100

1,1-1,5

3

2,0

Полотняное

300

Э1_62П

0,062±0,005

67±4

20+1

20±1

392(40)

294(30)

90

1,1-1,5

2

1,5

Полотняное

500

Э4/1-46П

0,046±0,005

45±5

24+1

18±1

343(35)

196(20)

90

1,2- 1,8

3

2,0

Полотняное

700

Э(6)-38П

0,035±0,005

38±4

24+1

14±1

343(35)

117(12)

90

1,2- 1,8

4

1,5

Полотняное

700

Э1-30П

0,03±0,002

27±3

24+1

21±1

147(15)

117(12)

90

1,2- 1,8

2

1,5

Полотняное

700

Э4-30П

0,03±0,003

27±3

24+1

21±1

147(15)

117(12)

90

1,2- 1,8

3

2,0

Полотняное

700 и выше

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Эластомеры

 

Каучук натуральный (НК) – природный полимер 1,4-цис-полиизопрен, получаемый из натурального латекса коагуляцией (осаждением) кислотами. Синтетические каучуки (СК) – большая группа полимерных материалов разнообразного строения и назначения. Каучуки относятся к эластомерам – высокомолекулярным соединениям, обладающим в определенном температурном интервале способностью к большим обратимым деформациям.

С изобретением конвейерного метода сборки автомобилей потребность в резине стала настолько велика, что настоятельно возник вопрос об ограниченности производства природного сырья. Надо было искать другие источники каучука. Поэтому неудивительно, что в конце 19 – первой половине 20 в. во многих странах исследовались строение каучука, его физические и химические свойства, эластичность, процесс вулканизации.

Сырой каучук, предназначенный для последующего промышленного применения, является плотным аморфным эластическим материалом с удельной массой 0,91–0,92 г/см3 и показателем преломления 1,5191. Его состав неодинаков для различных латексов и методов приготовления на плантации.

Резины различают несколькими видами, в зависимости от количества серы, добавляемой к каучуку: мягкую резину (1-3%) и твердую резину (30-35%)- эбонит. Относительное удлинение при разрыве для различных текстильных резин составляет 150-500%, а эбонита-2-6%.

Помимо каучука в состав резины при ее изготовлении входят различные наполнители: мел, тальк и т.п., а также катализаторы процесса вулканизации и другие вещества.

Резину широко применяют в электропромышленности для изоляции установочных и монтажных проводов, гибких переносных проводов и кабелей; для изготовления защитных перчаток, галош ковриков, изоляционных трубок.

Недостатки резины:

·   низкая нагревостойкость

·   малая стойкость к действию нефтяных масел и других неполярных жидкостей

·   малая стойкость к действию света, особенно ультрафиолетового

·   малая стойкость к действию озона

·   невозможность накладывания на медную жилу кабельного изделия из-за образования при их соприкосновении сернистой меди.

 

В последнее время широко применяют тиурамовую резину, при изготовлении которой берут не чистую серу, а тиурам - органическое сернистое соединение. Тиурамовая резина не содержит свободной серы, и потому ее можно накладывать непосредственно на медью, кроме того, тиурамовая резина обладает более высокой нагревостойкостью, так  в кабельных изделиях допускают температуру +55° С, а для тиурамовых резин- +65° С, а если тиурамовая резина защищена свинцовой или поливинилхлоридной оболочкой – даже +80° С.

свойства резины сильно зависят от состава резиновой смеси и от технологии. Для обычных электроизоляционных резин ?= 1013 Ом м; ?= 3-7; tg?= 0,02-0,10; Епр= 20-30 МВ/м.

чистый каучук - практически неполярное вещество; имеет ? порядка 1014 Ом м, ?=2,4; tg?=0,002.

эбонит. Он хорошо поддается обработке и применяется для различных изделий, преимущественно в технике слабых токов, для аккумуляторных баков и т.п. в последние годы эбонит в значительной степени вытеснен пластмассами, не содержащими каучука.

Эбонит (от греческого ebenos - черное дерево, эбеновое дерево), твердый продукт вулканизации натурального или синтетического каучука большими количествами серы. Хорошо поддается механической обработке, газонепроницаем, стоек к действию кислот и щелочей; обладает электроизоляционными свойствами. Применяется в производстве электроизоляционных деталей, аккумуляторных баков; постепенно заменяется пластмассами.

 

Каучуки синтетические, синтетические полимеры (рис.3), которые, подобно каучуку натуральному, могут быть переработаны в резину. Все синтетические каучуки делят обычно на каучуки общего и специального назначения. Первые применяют в производстве изделий, в которых реализуется основное свойство резин — высокая эластичность при обычных температурах (шины, транспортёрные ленты, обувь и др.), вторые — в производстве таких изделий, которые должны обладать стойкостью к действию растворителей, масел, Рис.3. Каучук. Кислорода, озона, тепло-и морозостойкостью (т. е. способностью сохранять высокоэластические свойства в широком диапазоне температур) и др. специфическими свойствами. Классификация синтетические каучуки по областям их применения в известной мере условна, т. к. многие каучуки обладают комплексом свойств, позволяющим применять их как каучуки общего и специального назначения. С др. стороны, к некоторым изделиям общего назначения иногда предъявляют специального требования. Так, выпускают морозостойкие шины, масло - и бензостойкую резиновую обувь и др. Разработаны полимеры, называют термоэластопластами, в которых сочетаются свойства эластомеров и термопластичных полимеров; благодаря этому они могут быть переработаны в резиновые изделия, минуя стадию вулканизации. Особые группы К. с.: водные дисперсии каучуков (латексы); жидкие каучуки (олигомеры, отверждающиеся с образованием резиноподобных материалов); наполненные каучуки (смеси К. с. с наполнителями или пластификаторами, изготовляемые при получении синтетических каучуков.).

Наиболее распространённые способы получения синтетического каучука — эмульсионная и стереоспецифическая полимеризация. Важнейшие мономеры для синтеза каучуков — бутадиен, изопрен, стирол и др. — получают главным образом из попутных нефтяных газов и газов крекинга; например, бутадиен может быть получен каталитическим дегидрированием н-бутана. Кроме этих мономеров, применяют также акрилонитрил, фторолефины, некоторые кремнийорганические соединения и др.

В настоящее время на рынке присутствует большое разнообразие каучуков по свойствам и характеристикам. В настоящее время на рынке присутствует большое разнообразие каучуков по свойствам и характеристикам. Но в самом общем виде их можно разделить на два крупных сегмента: каучуки общего назначения и каучуки специального назначения.

Важнейшие промышленные синтетические каучуки

Каучуки общего назначения

Каучуки специального назначения

Бутадиен-стирольный каучук

Хлоропреновый каучук

Бутадиен-метилстирольный каучук

Бутадиен-нитрильный каучук

Полибутадиеновый каучук

Галогенированные изобутилены

 

Бутилкаучук

Уретаны

 

Этиленпропиленовый каучук

Силиконы

 

Этиленпропилендиеновый каучук

Полисульфидные каучуки

Цис-1,4-полиизопреновый каучук

 

 

Каучуки общего назначения используются в тех изделиях, в которых важна сама природа резины и нет каких-либо особых требований к готовому изделию. Каучуки специального назначения имеют более узкую сферу применения и используются для придания резино-техническому изделию (шинам, ремням, обувной подошве и т.д.) заданного свойства, например, износостойкости, маслостойкости, морозостойкости, повышенного сцепления с мокрой дорогой и т.д. Чаще всего один каучук сочетает в себе несколько свойств, поэтому подбор каучуков в рецептуре резинотехнического изделия для определенных областей является тщательной работой технологов.

Спецкаучуки применяются в резинотехнической промышленности в гораздо меньших количествах по сравнению с каучуками общего назначения. Области применения каучуков общего назначения и специального назначения также имеют различия. Поэтому в данном обзоре будут подробно рассмотрены только каучуки общего назначения, которые имеют схожие способы получения, переработки и применения.

Свойства синтетических каучуков определяют их области применения. Создание рецептуры резинотехнического изделия сопровождается подбором различных видов каучуков, наполнителей, смягчителей и др. Правильное сочетание всех компонентов  в рецептуре позволяет получить резинотехническое изделие с заданными свойствами. Представим основные свойства каучуков общего назначения.

Бутадиен-стирольный каучук (СКС) представляет собой сополимер бутадиена и стирола. В зависимости от соотношения мономеров в исходной смеси получают каучуки с различным содержанием стирольных звеньев в сополимере (марки СКС-18, СКС-28, СКС-40 и т.п.). Это каучуки общего назначения, значительно превосходящие по свойствам полибутадиен. В сочетании с наполнителями и пластификаторами они применяются для большинства резиновых изделий (в том числе для изготовления жевательных резинок).

Бутадиен-стирольный каучук обладает отличным сочетанием функциональных свойств в различных областях применения. Этот каучук считают лучшим каучуком общего назначения благодаря отличным свойствам высокой стойкости к истиранию и высокому проценту наполняемости. С увеличением содержания звеньев стирола (?-метилстирола) в сополимере снижается эластичность каучука, ухудшается морозостойкость, но увеличиваются прочностные показатели. Характерной особенностью бутадиен-стирольных (?-метилстирольных) каучуков является низкое сопротивление разрыву незаполненных вулканизатов. Эти каучуки имеют более высокую температуру стеклования по сравнению с натуральным каучуком и уступают натуральному каучуку по морозостойкости. Важным преимуществом бутадиен-стирольных каучуков перед натуральным каучуком является меньшая склонность к образованию трещин, более высокая износостойкость, паро- и водонепроницаемость, лучшее сопротивление тепловому, озонному и световому старению. Хорошими диэлектрическими свойствами обладают каучуки с высоким содержанием стирола (количество стирола в смеси мономеров 50 вес. % и выше).

Полибутадиеновый каучук

Большая часть полибутадиенового каучука в настоящее время производится 1,4-цис типа, но некоторые имеют смешанную структуру звеньев. Будучи ненасыщенным каучуком, он с легкостью вулканизуется с серой. Полибутадиеновый каучук обладает отличной стойкостью к низким температурам и к истиранию. Но при этом, он не обладает высокой прочностью при растяжении и обычно наполняется упрочняющими добавками. Он также имеет меньшую прочность на растяжение, плохую технологическую переработку и плохое сцепление с дорогой по сравнению с натуральным каучуком. Поэтому в рецептурах резинотехнических изделий он перемешивается с натуральным каучуком или бутадиен-стирольным каучуком.

Полибутадиеновые каучуки используются в большом количестве в смесях с другими эластомерами, для придания хорошего свойств гистерезиса и стойкости к истиранию. Смеси полибутадиена с бутадиен-стирольным или натуральным каучуками широко используются в легковых и грузовых шинах для улучшения устойчивости к растрескиванию. Кроме этого полибутадиеновый каучук используется как модификатор в смесях с другими эластомерами для улучшения морозостойких свойств, стойкости к тепловому старению, истиранию и растрескиванию.

Бутилкаучук имеет уникальную способность удерживать воздух, что обеспечивает ему безусловный приоритет в шинной промышленности при производстве камер и диафрагм. Автомобильные камеры из бутилкаучука сохраняют исходное давление воздуха в 8-10 раз дольше, чем аналогичные камеры из натурального каучука, что повышает срок службы шины минимум на 10-18% по сравнению с натуральным каучуком. Каучук стоек к воздействию озона и имеет хорошую стойкость к полярным растворителям, водным растворам кислот и окисляющих реагентов. Он обладает хорошей стойкостью к животному и растительному маслу, но бутилкаучук нестоек к воздействию минеральных масел. Прочность на разрыв бутилкаучука немного меньше по сравнению с натуральным каучуком, но при высоких температурах этот показатель одинаковый для обоих каучуков. Стойкость к истиранию хорошая, когда каучук тщательно наполнен (также как остаточная деформация сжатия), но упругость все, же остается очень низкой. К недостаткам бутилкаучука относятся его низкая скорость вулканизации, неудовлетворительная адгезия к металлам, плохая совместимость с некоторыми ингредиентами, малая эластичность при обычных температурах, высокое теплообразование при многократных деформациях.

Некоторые из этих существенных недостатков бутилкаучука (такие, как низкая скорость вулканизации, препятствующая его применению в смесях с другими каучуками, низкая адгезия ко многим материалам, особенно металлам) устраняются частичным изменением химической природы полимера. Например, введением в макромолекулы каучука небольшого количества атомов галогенов. Бромбутилкаучук (от 1 до 3.5 вес. % брома) перерабатывается и смешивается с ингредиентами так же, как и бутилкаучук. Но при этом бромбутилкаучук вулканизуется значительно быстрее, чем бутилкаучук. Скорость вулканизации бромбутилкаучука сравнима со скоростью вулканизации натурального, бутадиен-стирольного и других каучуков, что делает возможным его применение в смесях с этими эластомерами. Близкими свойствами обладают и другие галогенированные бутилкаучуки, например, хлорбутилкаучук (1.1 - 1.3 вес. % хлора). Однако скорость вулканизации и свойства вулканизатов хлорбутилкаучука несколько ниже, чем бромбутилкаучука.

 Этиленпропиленовые каучуки

Этиленпропиленовые каучуки самые легкие каучуки, которые имеют плотность от 0,86 до 0,87. Свойства зависят от содержания и вариации этиленовых звеньев в сополимерных звеньях. Этиленпропиленовый каучук не содержит двойных связей в молекуле, бесцветный, имеет отличную стойкость к воздействию тепла, света, кислорода и озона. Для насыщенных этиленпропиленовых каучуков применяется перекисная вулканизация.  Каучук этилен-пропилен-диеновый, который содержит частичную ненасыщенность связей, допускает вулканизацию с серой. Он немного меньше устойчив к старению, чем этиленпропиленовый каучук. Насыщенный характер сополимера этилена с пропиленом сказывается  на свойствах резин на основе этого каучука. Устойчивость данных каучуков к теплу и старению намного лучше, чем у бутадиен-стирольного и натурального каучуков. Готовые резиновые изделия имеют также отличную стойкость к неорганическим или высокополярным жидкостям таким, как кислоты, щелочи и спирты. Свойства резины на основе данного вида каучука не изменяются после выдерживания ее в течение 15 суток при 25С в 75%-ной и 90%-ной серой кислоте и в 30%-ной азотной кислоте. С другой стороны стойкость к алифатическим, ароматическим или хлорсодержащим углеводородам достаточно низкая.

Цис-1,4-полиизопреновый каучук

Синтетический каучук цис-1,4-полиизопрен довольно легок (плотность 0,90 до 0,91). Полиизопреновый каучук на все 100% состоит из углеводородного каучука (за исключением маслонаполненных марок) в отличие от натурального каучука, который имеет в своем составе протеины, смолы и т.д. (до 6%).

Несмотря на химическую идентичность с натуральным каучуком, синтетический полиизопреновый каучук имеет небольшие различия с преимуществами и недостатками по сравнению с натуральным каучуком. В то время как натуральный каучук не очень однородный в цвете, вязкости и чистоте, синтетический полиизопрен более однородный, легок в переработке, светлее в цвете и более чистый. Но он имеет немного худшие характеристики в прочности сырого полимера (эта характеристика особенно важна при изготовлении шины) и в модуле. Полиизопреновый каучук обладает более высоким удлинением, чем натуральный каучук. Вот небольшие различия свойств вулканизованных каучуков.

 Коросил. Коросил, каучукоподобный материал, – это пластифицированный поливинилхлорид, приготовленный из винилхлорида, который, в свою очередь, получают из ацетилена и хлороводородной кислоты. Коросил замечательно стоек к действию окислителей, в том числе озона, азотной и хромовой кислот, и поэтому используется для внутренней облицовки цистерн с целью защиты их от коррозии. Он непроницаем для воды, масел и газов и в силу этого находит применение как покрытие для тканей и бумаги. Каландрованный материал используется в производстве плащей, душевых занавесок и обоев. Низкое водопоглощение, высокая электрическая прочность, негорючесть и высокое сопротивление старению делают пластифицированный поливинилхлорид пригодным для изготовления изоляции проводов и кабелей.

Кремнийорганические каучуки (силиконовые каучуки), один из видов кремнийорганических полимеров невысокой молекулярной массы. Применяются в производстве оболочек проводов и кабелей, трубок для переливания крови, протезов (напр., искусственных клапанов сердца) и др. Жидкие кремнийорганические каучуки — герметики. Благодаря исключительной термостойкости, на ряду с высокими диэлектрическими свойствами и хорошей морозостойкостью, резины, изготовленные на основе кремнийорганического каучука, применяются для жароупорных формовых прокладок, уплотнений, диафрагм, мембран, клапанов, деталей мощных прожекторных установок, электроизоляций и др. резиновых технич. изделий, предназначенных для работы в условиях низких и высоких температур. Эластичность резин на основе кремнийорганического каучука сохраняется длительное время при температурах от -60 до +225°C, а кратковременно до +250 - 300°C

Кремнийорганические соединения выгодно отличаются от каучуков: а) прежде всего незначительной изменчивостью свойств в широком интервале температур и, следовательно, высокой морозостойкостью (при рабочих температурах до 2000С их механические свойства мало меняются, при –600С они также сохраняют упругость); б) значительной химической стойкостью, особенно к кислороду и озону, гидрофобностью; в) негорючестью при нагревании без соприкосновения с пламенем; г) диэлектрическими свойствами. Силиконовые каучуки (состоят из полимера, наполнителя и вулканизатора) представляют собой обычные линейные полидиметилсилоксаны с относительной молекулярной массой 250000-450000. Нагревание приводит к сшивке линейных полимеров поперечными связками.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Керамические диэлектрические материалы

Электрокерамические материалы представляют собой искусственные твердые тела, получаемые в результате термической обработки (обжига) исходных керамических масс, состоящих из различных минералов (глины, талька и др.) и других веществ, взятых в определенном соотношении. Из керамических масс получают различные электрокерамические изделия: изоляторы, конденсаторы и др. В процессе высокотемпературного обжига данных изделий между частицами исходных веществ происходят сложные физико-химические процессы с образованием новых веществ кристаллического и стеклообразного строения.

Электрокерамические материалы делят на 3 группы: материалы, из которых изготовляют изоляторы (изоляторная керамика), материалы, из которых изготовляют конденсаторы (конденсаторная керамика), и сегнетокерамические материалы, обладающие аномально большими значениями диэлектрической проницаемости и пьезоэффектом. Последние получили применение в радиотехнике. Все электрокерамические материалы отличаются высокой нагревостойкостыо, атмосферостойкостью, стойкостью к электрическим искрам и дугам и обладают хорошими электроизоляционными свойствами и достаточно высокой механической прочностью.

Наряду с электрокерамическими материалами, многие типы изоляторов изготовляют из стекла. Для производства изоляторов применяют малощелочное и щелочное стекла. Большинство типов изоляторов высокого напряжения изготовляют из закаленного стекла. Закаленные стеклянные изоляторы по своей механической прочности превосходят фарфоровые изоляторы.

 Керамика  - это особым образом обработанные смеси различных

неорганических веществ в тонкоизмельченном  состоянии.  Детали  и  сборочные

единицы  из керамики широко применяют в электронике, автоматике,

телемеханике, вычислительной технике, квантовой электронике и др.  благодаря

ряду замечательных свойств: нагревостойкости, высокой механической

прочности, малым диэлектрическим  потерям,  инертности  к  ряду  агрессивных

сред, стабильности и надежности работы в  течение  длительного  времени  при

термоударах, изменении влажности и давления, радиационной стойкости.

Свойства керамики зависят от состава смеси (химического и  процентного

соотношения веществ), режима обработки.

 В производстве приборов широко применяют: радиокерамику (тибар, ситал,

стеатит, форстеритовую, глиноземистую, бериллиевую и др.),  электрокерамику

( радиофарфор, стеатит и др.), керамику,  как  конструкционный  материал 

(например, в опорах гироскопов - 22ХС, ЦМ-332) и др.

Фарфор С самого начала развития электротехники фарфор широко использовался как электроизоляционный материал, и в настоящее время он является одним из основных изоляционных материалов. Глазурь защищает фарфор от проникновения влаги внутрь неизбежно образующихся в нем пор; глазурованные изоляторы достаточно водостойки и могут работать в открытых установках, на воздушных линиях электропередачи, подвергаясь действию атмосферных осадков.

Электротехнический фарфор содержит примерно 70 % SiO2 и 25 % А12О3 (прочее — К2О, Na2O, Fe2Og и другие оксиды).

Обожженный фарфор имеет плотность 2,3—2,5 Мг/м3; его, а/ составляет (3— 4,5)-10~6 К""1.

Из фарфора изготавливают самые разнообразные электрические изоляторы (рис.4).

 

 

 

Стеатит  Стеатит это неорганический материал на основе натуральных материалов, преимущественно магнезиумсиликаты. Он отличается высокой устойчивостью к температурам, токам утечки и на пробой, и  применяется в основном  в электротехники и энергетике. 

Рис.5.Ультрафарфор.

Стеатит обладает очень высокой механической прочностью и благодаря специальным способам формовки позволяет достигнуть высокой точности и стабильности при производстве.

Стеатит - это силикатные материал на основе минерала стеатит (3 MgO 4SiO2 H2O)

с содержанием порядка 75-90%. Содержит также глину и другие специальные добавки.

Типичные стеатитные материалы имеют следующий состав  58-65% SiO2,

26-32% MgO, 3-6% AI2O3, 1,3% Na2O (у  C 220), или 7% BaO (у C 221).

Стеклофаза имеет примерно 25-45%. Кристаллическая фаза состоит из протоенстеатита

(MgO - SiO2).

Стеатит это великолепный материал для электротехники с высокой прочностью на пробой, хорошей стабильностью и точностью формы, высокой механической пресностью.

Стеатит остаётся устойчивым к температурам и не теряет своей формы до Т примерно 1000° C, не горит и устойчив к току утечки.

Стеатит отлично зарекомендовал себя в бесчисленных применениях в  электротехнике, например как корпус

Рис.5. Стеатит.

низковольтных предохранителей ППН, NH, цоколь для галогенных ламп, носитель и держатель нагревательных элементов, изолятор, корпус термостатов и т.д. (рис.5).

Пьезоэлектрическая керамика

В 1947-1949 годах А.В. Ржанов в СССР, а также Р. Адлер и В. Мэзон в США обнаружили, что керамический сегнетоэлектрик титанат бария BaTiO3 под действием электрического поля приобретает остаточную поляризацию и пьзоэлектрическую активность, значительно превосходящую пьезоактивность хорошо известного в то время и широко используемого в электронной технике пьезоэлектрика - монокристалла кварца. В дальнейшем были открыты и другие керамические материалы, способные длительное время сохранять поляризованное состояние. Сегнетокерамические материалы стали принципиально новыми пьезоэлектрическими материалами, поскольку обладают довольно большим пьезоэффектом, хотя и не являются монокристаллами. Они получили название сегнетоэлектрической пьезокерамики или просто пьезокерамики. В этих терминах приставка пьезо (от греч. "пиезо" - давлю) указывает на то, что этому виду керамики присуще особое свойство - пьезоэлектрический эффект, то есть способность материала приобретать электрическую поляризацию под действием внешнего механического напряжения (прямой пьезоэффект) или, наоборот, деформироваться под действием внешнего электрического поля (обратный пьезоэффект). Ранее мы отмечали, что таким свойством обладают только кристаллы (20 классов), в структуре которых отсутствует центр симметрии.

Керамика - это поликристаллическое тело, состоящее из множества беспорядочно ориентированных монокристаллических зерен (кристаллитов) размером в несколько микрометров, разделенных межзеренными границами. Таким образом, керамический материал является многофазной системой, в которой различают кристаллическую, стекловидную и газовую фазы. Кристаллическая фаза состоит из кристаллитов определенного химического состава, причем состав и структура кристаллитов предопределяют основные свойства керамического материала. Стекловидная фаза представляет собой аморфную прослойку (межзеренные границы), связывающую между собой кристаллиты. Чем выше ее содержание, тем менее выражены характерные свойства кристаллической фазы. Газовая фаза заполняет поры керамики. При высокой пористости снижаются основные технические характеристики материала. Пространственное распределение фаз или микроструктура керамики зависит от способа ее получения, марки сырьевых материалов, кинетики фазовых превращений и режимов спекания.

Наибольшее распространение получили керамические материалы на основе титаната бария BaTiO3 , ниобатные керамики на основе ниобата бария свинца (PbBa)Nb2O6 и керамики на основе системы цирконат-титанат свинца Pb(ZrTi)O3 . Введение модифицирующих добавок позволило, например, в последней системе получить гамму пьезокерамических материалов с необходимыми для практики свойствами. Материалы этой системы характеризуются высокими значениями пьезомодулей (d ї (300-1000) " 10-12 Кл/Н, в то время как у монокристалла кварца d ї 3 " 10-12 Кл/Н), диэлектрической проницаемости, большой механической прочностью, технологичностью и малой стоимостью при массовом производстве.

Из пьезокерамики изготовляют пьезоэлементы, применяющиеся в телефонах, микрофонах, звукоснимателях, сейсмоприемниках, гидролокаторах, системах зажигания двигателей внутреннего сгорания, плоских видеоэкранах, высоковольтных трансформаторах, аппаратах медицинской диагностики, устройствах звуковидения, гироскопах и других устройствах. Малые габариты пьезокерамических элементов позволяют успешно решать вопросы микроминиатюризации деталей и компонентов электронной аппаратуры.

Сегнетокерамика является поликристаллическим телом с хаотически распределенными полярными осями отдельных кристалликов. При воздействии сильного постоянного поля она приобретает пьезоэлектрические свойства, сегнетокерамика, таким образом, становится пьезокерамикой.

При исследовании поляризованной керамики А. В. Ржанов установил, что на гранях образца титаната. бария при приложении к нему внешних механических усилий возникают поверхностные электрические заряды (прямой пьезоэффект), а под воздействием внешнего электрического поля появляется деформация образца (обратный пьезоэффект). Температура, при которой наблюдается максимум диэлектрической проницаемости (точка Кюри), является предельной для использования пьезокерамики, так как затем ее структура и основные свойства изменяются. Рабочая температура для преобразователей из пьезокерамики, как правило, несколько ниже точки Кюри, а во многих случаях намного отдалена от нее.

Наличие фазовых переходов при положительных и отрицательных температурах, близких к 0° С, и низкая верхняя граница рабочих температур при плохой температурной стабильности ограничивали применение пьезокерамики из титаната бария. Введение модифицирующих добавок кальция, а затем кальция и свинца позволило улучшить свойства керамики — сдвинуть фазовые переходы в область, более низких и более высоких температур и несколько расширить интервал рабочих температур, но при этом ухудшаются пьезоэлектрические свойства при неудовлетворительной стабильности частоты. Особенно тяжелые условия, в которых должны работать преобразователи при больших механических напряжениях и в сильных электрических полях, предопределили использование пьезокерамики из титаната бария, модифицированной кальцием и кобальтом. Этот материал сложно изготовить, он обладает не очень высокими пьезоэлектрическими свойствами, но относительно более устойчив при работе в указанных условиях.

Пьезоэлектрическая керамика характеризуется высокими значениями модулей и диэлектрической проницаемости, большой механической прочностью, стойкостью к воздействию влаги и атмосферных факторов и т. д. Из пьезокерамики изготавливают элементы различных форм и размеров, простых и сложных конструкций. Такие элементы применяются в приборах и устройствах, используемых во многих областях науки и техники.

Применение: сырье для ручного производства щипаной слюды с последующим изготовлением электроизоляционных изделий для машин высокого напряжения и большой мощности, электроизоляционных прокладок, смотровых окон в промышленных печах; сырье для производства слюдопластовой бумаги, используемой при изготовлении оснований для резистивных элементов в нагревательных приборах и других электро- и теплоизоляционных деталей; является сырьем для изготовления микаленты, используемой как электроизолятор в приборах и секциях электродвигателей, нагревательных элементах;

является сырьем для производства дробленых и молотых слюд. В металлургии используется в качестве одной из составляющих шлакообразующей смеси.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Слюды

группы породообразующих материалов (алюмосиликатов) подкласса слоистых силикатов, сложного и непостоянного состава (мусковит, биотит, флагопит и др.) таблитчатые кристаллы, чешуйчатые массы (рис.6). Расщепляются на тончайшие листочки, обладающими высокими диэлектрическими свойствами и термостойкостью.

Миканиты, микафолий и микаленты - материалы состоящие из листочков слюды, склеенных при помощи какой-либо смолы или клеящего лака. Клееные слюдяные материалы используют в основном для изоляции обмоток электрических машин высокого напряжения (генераторы, электродвигатели), а также изоляции машин низкого напряжения и машин, работающих в тяжелых условиях.

Миканиты представляют собой твердые или гибкие листовые материалы, получаемые склеиванием листочков щипаной слюды с помощью шеллачной, глифталевых, кремнийорганических и других смол или лаков на основе этих смол.

Основные виды миканитов — коллекторный, прокладочный, формовочный и гибкий.

Коллекторный и прокладочный миканиты относятся к группе твердых миканитов, которые после клейки слюды подвергаются прессованию при повышенных удельных давлениях и нагреве. Эти миканиты обладают меньшей усадкой по толщине и большей плотностью. Формовочный и гибкий миканиты имеют более рыхлую структуру и меньшую плотность. Коллекторный миканит — это твердый листовой материал, изготовляемый из листочков слюды, склеенных при помощи шеллачной или глифталевой смол или лаков на основе этих смол. Для обеспечения механической прочности при работе в коллекторах электрических машин в данные миканиты вводят не более 4% клеящего вещества. Прокладочный миканит представляет собой твердый листовой материал, изготовляемый из листочков щипаной слюды, склеенных с помощью шеллачной или глифталевой смол или лаков на их основе. После склеивания листы прокладочного миканита подвергают прессованию. В данном материале 75—95% слюды и 25—5% клеящего вещества. Формовочный миканит — твердый листовой материал, изготовляемый из листочков щипаной слюды, склеенных с помощью шеллачной, глифталевой или кремнийорганических смол или лаков на их основе. После склеивания листы формовочного миканита прессуют при температуре 140—150° С. Гибкий миканит представляет собой листовой материал, обладающий гибкостью при комнатной температуре. Он изготовляется из листочков щипаной слюды, склеенных масляно-битумным, масляно-глифталевым или кремнийорганическим лаком (без сиккатива), образующим гибкие пленки. Отдельные виды гибкого миканита оклеивают с двух сторон микалентной бумагой для увеличения механической прочности. Гибкий стекломиканит — листовой материал, гибкий при комнатной температуре. Это разновидность гибкого миканита, отличается повышенной механической прочностью и повышенной устойчивостью к нагреву. Данный материал изготовляется из листочков щипаной слюды, склеенных друг с другом кремнийорганическими или масляно-глифталевыми лаками, образующими гибкие нагревостойкие пленки. Листы гибкого стекломиканита оклеиваются с двух или с одной стороны бесщелочной стеклотканью.

Микафолий — это рулонный или листовой, электроизоляционный материал, формуемый в нагретом состоянии. Он состоит из одного или нескольких, чаще двух-трех, слоев листочков слюды, склеенных между собой и с полотном бумаги толщиной 0,05 мм, или со стеклотканью, или со стеклосеткой. В качестве клеящих лаков применяют шеллачный, глифталевый, полиэфирный или кремнийорганический. Микалента представляет собой рулонный электроизоляционный материал, гибкий при комнатной температуре. Состоит из одного слоя листочков щипаной слюды, склеенных между собой и оклеенных с одной или двух сторон тонкой микалентной бумагой, стеклотканью или стеклосеткой.

В качестве клеящих лаков используют масляно-битумные, масляно-глифталевые, кремнийорганические и растворы каучуков. Микашелк — рулонный электроизоляционный материал, гибкий при комнатной температуре. Микашелк представляет собой одну из разновидностей микаленты, но с повышенной механической прочностью на разрыв. Он состоит из одного слоя листочков щипаной слюды, склеенных между собой и оклеенных с одной стороны полотном из натурального шелка, а с другой — микалентной бумагой. В качестве клеящих лаков использованы масляно-глифталевые или масляно-бигумные лаки, образующие гибкие пленки.

Микаполотно — рулонный или листовой электроизоляционный материал, гибкий при комнатной температуре. Микаполотно состоит из нескольких слоев щипаной слюды, склеенных между собой и оклеенных с двух сторон хлопчатобумажной тканью (перкаль) или микалентной бумагой с одной стороны и тканью — с другой.

Микалекс - твердый плотный негигроскопичный материал, получаемый путем прессования и термической обработки смеси молотой слюды мусковит и лекгоплавкого стекла. Микалекс обладает высокой нагревостойкостью, большой механической прочностью, допускает механическую обработку, шлифовку. Используется микалекс в радиотехнике и электровакуумной технике (держатели мощных ламп, гребенки катушек индуктивности, платы и т.п.).

Микалекс пластинчатый высокочастотный - ТУ 21-25-48-83 Микалекс пластинчатый высокочастотный применяется в радиотехнической и электротехнической промышленности для изготовления плат и различных деталей. Изготавливается путем горячего прессования смеси молотой слюды мусковит и легкоплавкого стекла с последующей механической обработкой.

Слюдинитовые электроизоляционные материалы

При разработке природной слюды и при изготовлении электроизоляционных материалов на основе щипаной слюды остается большое количество отходов. Их утилизация дает возможность получить новые электроизоляционные материалы — слюдиниты. Такого рода материалы изготовляют из слюдинитовой бумаги, предварительно обработанной каким-либо клеящим составом (смолы, лаки). Из слюдяной бумаги путем склеивания с помощью клеящих лаков или смол и последующего горячего прессования получают твердые или гибкие слюдинитовые электроизоляционные материалы. Клеящие смолы могут быть введены непосредственно в жидкую слюдяную массу — слюдяную суспензию. Среди наиболее важных слюдинитовых материалов нужно сказать о следующих.

Слюдинит коллекторный — твердый листовой материал, калиброванный по толщине. Получается горячим прессованием листов слюдинитовой бумаги, обработанной шеллачным лаком. Коллекторный слюдинит выпускается в листах размером от 215 х 400 мм до 400 х 600 мм.

Слюдинит прокладочный — твердый листовой материал, получаемый горячим прессованием листов слюдинитовой бумаги, пропитанных клеящими лаками. Прокладочный слюдинит

Рис.6 Слюда флагопит.

выпускается в листах размером 200 х 400 мм. Из него изготовляют твердые прокладки и шайбы для электрических машин и аппаратов с нормальным и повышенным перегревом.

Стеклослюдинит формовочный — твердый листовой материал в холодном состоянии и гибкий — в нагретом. Получается при склеивании слюдинитовой бумаги с подложками из стеклоткани. Формовочный нагревостойкий стеклослюдинит — твердый листовой материал, формуемый в нагретом состоянии. Его изготовляют путем склеивания листов слюдинитовой бумаги со стеклотканью при помощи нагревостойкого кремнийорганического лака. Он выпускается в листах размером 250 х 350 мм и более. Данный материал имеет повышенную механическую прочность при растяжении.

Слюдинит гибкий — листовой материал, гибкий при комнатной температуре. Его получают путем склеивания листов слюдинитовой бумаги с последующим горячим прессованием. В качестве связующего применяется полиэфирный или кремнийорганический лак. Большинство видов гибкого слюдинита оклеивается стеклотканью с одной или двух сторон. Стеклослюдинит гибкий (нагревостойкий) — листовой материал, гибкий при комнатной температуре. Производится в результате склеивания одного или нескольких листов слюдинитовой бумаги со стеклотканью или стеклосеткой при помощи кремнийорганических лаков. После склеивания материал подвергается горячему прессованию. Он оклеен стеклотканью с одной или двух сторон с целью повышения механической прочности.

Слюдинитофолий — рулонный или листовой материал, гибкий в нагретом состоянии, получаемый склеиванием одного или нескольких листов слюдинитовой бумаги с телефонной бумагой толщиной 0,05 мм, применяемой в качестве гибкой подложки. Область применения этого материала та же, что и микафолия на основе щипаной слюды. Слюдинитофолий выпускается в рулонах шириной 320—400 мм.

Слюдинитовая лента — рулонный нагревостойкий материал, гибкий при комнатной температуре, состоящий из слюдинитовой бумаги, оклеенной с одной или обеих сторон стеклосеткой или стеклотканью. Слюдинитовые ленты выпускают преимущественно в роликах шириной 15, 20, 23, 25, 30 и 35 мм, реже — в рулонах.

Стеклобумослюдинитовая лента — рулонный, гибкий в холодном состоянии материал, состоящий из слюдинитовой бумаги, стеклосетки и микалентной бумаги, склеенных и пропитанных эпоксидно-полиэфирным лаком. С поверхности ленту покрывают липким слоем компаунда. Выпускают ее в роликах шириной 15, 20, 23, 30, 35 мм.

Стеклослюдинитоэлектрокартон — листовой материал, гибкий при комнатной температуре. Он получается в результате склеивания слюдинитовой бумаги, электрокартона и стеклоткани при помощи лака. Выпускается в листах размером 500 х 650 мм.

Слюдопластовые электроизоляционные материалы

Все слюдопластовые материалы изготовляются путем склеивания и прессования листов слюдопластовой бумаги. Последнюю получают из непромышленных отходов слюды в результате механического дробления частиц упругой волной. По сравнению со слюдинитами слюдопластовые материалы обладают большей механической прочностью, но менее однородны, т. к. состоят из частиц большей величины, чем слюдиниты. Важнейшими слюдопластовыми электроизоляционными материалами являются следующие.

Слюдопласт коллекторный — твердый листовой материал, калиброванный по толщине. Получается горячим прессованием листов слюдопластовой бумаги, предварительно покрытых слоем клеящего состава. Выпускается в листах размером 215 х 465 мм.

Слюдопласт прокладочный — твердый листовой материал, изготавливаемый горячим прессованием листов слюдопластовой бумаги, покрытых слоем связующего вещества. Выпускается в листах размером 520 х 850 мм.

Слюдопласт формовочный — прессованный листовой материал, твердый в холодном состоянии и способный формоваться в нагретом. Выпускается в листах размером от 200 х 400 мм до 520 х 820 мм.

Слюдопласт гибкий — прессованный листовой материал, гибкий при комнатной температуре. Выпускается в листах размером от 200 х 400 мм до 520 х 820 мм. Стеклослюдопласт гибкий — прессованный листовой материал, гибкий при комнатной температуре, состоящий из нескольких слоев слюдопластовой бумаги, оклеенных с одной стороны стеклотканью, а с другой — стеклосеткой или с обеих сторон стеклосеткой. Выпускается в листах размером от 250 х 500 мм до 500 х 850 мм.

Слюдопластофолий — рулонный или листовой материал, гибкий и формуемый в нагретом состоянии, получаемый склеиванием нескольких листов слюдопластовой бумаги и оклеенный с одной стороны телефонной бумагой или без нее.

Слюдопластолента — гибкий при комнатной температуре рулонный материал, состоящий из слюдопластовой бумаги, оклеенной микалентной бумагой с обеих сторон. Этот материал выпускается в роликах шириной 12, 15, 17, 24, 30 и 34 мм.

Стеклослюдопластолента нагревостойкая — гибкий при комнатной температуре материал, состоящий из одного слоя слюдопластовой бумаги, оклеенной с одной или с двух сторон стеклотканью или стеклосеткой с помощью кремнийорганического лака. Материал выпускается в роликах шириной 15, 20, 25, 30 и 35 мм.

 

Асбест

– группа волокнистых минералов, которые по химическому составу относятся к гидросиликатам. Различают два основных типа асбеста: серпентин-асбест и амфиболасбест. Серпентин – весьма распространенный минерал, его волокнистая форма – хризотил (Mg,Fe)6[Si4O10](OH)6 с примесями Cr2O3, NiO, MnO, CoO, СаО, Al2O3. При нагревании до 400оС хризотил начинает отщеплять воду, при 700–750о С разрушается его кристаллическая структура, а при 1550о С минерал плавится. Хризотил разлагается под действием соляной и серной кислот. Амфибол имеет сходный состав, но отличается более высокой кислото- и огнеупорностью и не изменяется при нагреве до 920–940° С. К группе амфиболов принадлежит также роговая обманка и известный минерал нефрит.

Асбест окрашен в белый, зеленоватый, желтоватый или серый цвет. Он встречается в рудных жилах обычно неглубоко от поверхности. Поэтому его месторождения разрабатываются, в основном, открытым способом. Иногда агрегаты асбеста достигают метровой длины, но чаще имеют форму щетины, растущей перпендикулярно стенкам горной жилы. Внешний вид асбеста бывает разным: минерал может напоминать кору дерева, ветки, седые волосы. А.Е.Ферсман в 1908 описал минералы, в которых волокна не вытянуты в одном направлении, а образуют сложные переплетения. Такой асбест иногда называют «горной кожей», «горной корой» или «горным деревом». Наиболее ценные сорта асбеста полупрозрачны и обладают шелковистым блеском. Некоторые его образцы по блеску и гибкости напоминают шелк; такой асбест на Руси когда-то называли горным льном.

Отличительная и уникальная черта асбеста – рост его кристаллов только в одном направлении, в результате чего их длина может в десятки тысяч раз превышать толщину и доходить до нескольких сантиметров. По той же причине асбест при механическом воздействии легко расщепляется на тончайшие (меньше длины волны света) прочные эластичные волокна. Строение этих волокон и секрет их гибкости удалось разгадать только после изобретения электронного микроскопа. Оказалось, что асбестовые волоконца внутри пустые: их внутренний диаметр равен 13 нм при внешнем 26 нм. Эти волоконца сплетены в более толстые нити, длина которых может достигать 5 см и более.

Тонковолокнистое строение природного асбеста позволяло делать из него пряжу, а из нее – несгораемые ткани.

В присутствии полимерных связующих из асбестового волокна получают асбоволокнит, из бумаги – асбогетинакс, из тканей – асботекстолит. Доля асбеста в этих асбопластиках может составлять от 50 до 70%. Такие композиционные материалы применяют для изготовления коллекторов электрических машин, лопаток насосов, дисков сцепления и тормозных колодок, деталей химических аппаратов, теплозащитных покрытий ракет и космических аппаратов. Но основная доля добываемого асбеста (около 80%) потребляется в строительстве, например, для изготовления шифера – распространенного кровельного материалы. Многие видели асбоцементные трубы, которым не страшна коррозия; их используют и как водопроводные, и как канализационные. Большая потребность в асбесте привела к тому, что его добыча в течение 20 в. выросла почти в 200 раз и в настоящее время исчисляется миллионами тонн в год.

Асбестоцемент, строительный материал, изготовляемый из водной смеси цемента и асбеста (рис.7). На 100 частей (по массе) портландцемента марки 500 и выше расходуется от 12 до 20 частей асбеста преимущественно низких сортов. Благодаря армирующему эффекту волокон асбеста Асбестоцемент до начала схватывания цемента обладает достаточной прочностью на растяжение и пластичностью, позволяющими из листа толщиной 5—10 мм формовать изделия различной формы. В затвердевшем состоянии Асбестоцемент обладает высокими физико-механическими свойствами: предел прочности при изгибе до 30 Мн/м2 (300 кгс/см2), при сжатии до 90 Мн/м2 ударная вязкость в пределах 1800—2500 дж/м2 (1,8—2,5 кгс см/см2). Асбестоцемент долговечен, морозостоек (потеря не более 10% прочности после 50 циклов замораживания-оттаивания), практически водонепроницаем, огнестоек, имеет повышенную (сравнительно с бетонными изделиями) химическая стойкость. Плотность Асбестоцемент — 1550—1950 кг/м2 Недостатки Асбестоцемент: подверженность хрупкому разрушению и деформативность при изменении влажности, снижение которых достигается гидрофобизацией и дополнительным армированием.

 Асбестоцемент изготовляют на заводах на листоформовочных машинах (перспективны методы непрерывной прокатки, полусухой способ формования и др.).  Асбестоцемент выпускают обычно без дополнительной окраски (серого цвета), иногда применяют окраску в массе или с поверхности, а также покрытия   защитными плёнками (см. Асбестоцементная  Рис.7 Асбестоцемент. промышленность, Асбестоцементные изделия и конструкции).

Асбестоцемент - строительный материал, изготовляемый из водной смеси цемента и асбеста. На 100 частей (по массе) портландцемента марки 500 и выше расходуется от 12 до 20 частей асбеста преимущественно низких сортов. Благодаря армирующему эффекту волокон асбеста А. до начала схватывания цемента обладает достаточной прочностью на растяжение и пластичностью, позволяющими из листа толщиной 5-10 мм формовать изделия различной формы. Асбестоцемент можно рассматривать как тонкоармированный цементный камень, в котором волокна асбеста, обладающие высокой прочностью при растяжении, воспринимают растягивающие напряжения, а цементный камень - сжимающие.

Минеральные электроизоляционные материалы

К минеральным электроизоляционным материалам относятся горные породы: слюда, мрамор, шифер, талькохлорит и базальт. Также к этой группе относятся материалы, получаемые из портландцемента и асбеста (асбестоцемент и асбопласт). Вся эта группа неорганических диэлектриков отличается высокой стойкостью к электрической дуге и обладает достаточно высокими механическими характеристиками. Минеральные диэлектрики (кроме слюды и базальта) поддаются механической обработке, за исключением нарезания резьбы.

Электроизоляционные изделия из мрамора, шифера и талькохлорита получают в виде досок для панелей и электроизоляционных оснований для рубильников и переключателей низкого напряжения. Точно такие же изделия из плавленого базальта можно получить только методом литья в формы. Чтобы базальтовые изделия обладали необходимыми механическими и электрическими характеристиками, их подвергают термической обработке с целью образования в материале кристаллической фазы.

Электроизоляционные изделия из асбестоцемента и асбопласта представляют собой доски, основания, перегородки и дугогасительные камеры. Для изготовления такого рода изделий используют смесь, состоящую из портландцемента и асбестового волокна. Изделия из асбопласта получают холодным прессованием из массы, в которую добавлено 15% пластичного вещества (каолина или формовочной глины). Этим достигается большая текучесть исходной прессовочной массы, что позволяет получать из асбопласта электроизоляционные изделия сложного профиля.

Основным недостатком многих минеральных диэлектриков (за исключением слюды) является невысокий уровень их электрических характеристик, вызванный большим количеством имеющихся пор и наличием оксидов железа. Такое явление позволяет использовать минеральные диэлектрики только в устройствах низкого напряжения.

В большинстве случаев все минеральные диэлектрики, кроме слюды и базальта, перед применением пропитывают парафином, битумом, стиролом, бакелитовыми смолами и др. Наибольший эффект достигается при пропитке уже механически обработанных минеральных диэлектриков (панели, перегородки, камеры и др.).

Мрамор и изделия из него не переносят резких изменений температуры и растрескиваются. Шифер, базальт, талькохлорит, слюда и асбестоцемент более устойчивы к резким сменам температур.

 

Магнитные материалы

 

Величины, с помощью которых оцениваются магнитные свойства материалов, называются магнитными характеристиками. К ним относятся: абсолютная магнитная проницаемость, относительная магнитная проницаемость, температурный коэффициент магнитной проницаемости, максимальная энергия магнитного поля и пр. Все магнитные материалы делятся на две основные группы: магнитно-мягкие и магнитно-твердые.

Магнитно-мягкие материалы отличаются малыми потерями на гистерезис (магнитный гистерезис — отставание намагниченности тела от внешнего намагничивающего поля). Они имеют относительно большие значения магнитной проницаемости, малую коэрцитивную силу и относительно большую индукцию насыщения. Данные материалы применяются для изготовления магнитопроводов трансформаторов, электрических машин и аппаратов, магнитных экранов и прочих устройств, где требуется намагничивание с малыми потерями энергии.

Магнитно-твердые материалы отличаются большими потерями на гистерезис, т. е. обладают большой коэрцитивной силой и большой остаточной индукцией. Эти материалы, будучи намагниченными, могут длительное время сохранять полученную магнитную энергию, т. е. становятся источниками постоянного магнитного поля. Магнитно-твердые материалы применяются для изготовления постоянных магнитов.

Согласно своей основе, магнитные материалы подразделяются на металлические, неметаллические и магнитодиэлектрики. К металлическим магнитно-мягким материалам относятся: чистое (электролитическое) железо, листовая электротехническая сталь, железо-армко, пермаллой (железоникелевые сплавы) и др. К металлическим магнитно-твердым материалам относятся: легированные стали, специальные сплавы на основе железа, алюминия и никеля и легирующих компонентов (кобальт, кремний и пр.). К неметаллическим магнитным материалам относятся ферриты. Это материалы, получаемые из порошкообразной смеси окислов некоторых металлов и окиси железа. Отпрессованные ферритовые изделия (сердечники, кольца и др.) подвергают обжигу при температуре 1300—1500° С. Ферриты бывают магнитно-мягкие и магнитно-твердые.

Магнитодиэлектрики — это композиционные материалы, состоящие из 70—80% порошкообразного магнитного материала и 30—20% органического высокополимерного диэлектрика. Ферриты и магнитодиэлектрики отличаются от металлических магнитных материалов большими значениями удельного объемного сопротивления, что резко снижает потери на вихревые токи. Это позволяет использовать эти материалы в технике высоких частот. Кроме этого, ферриты обладают стабильностью своих магнитных характеристик в широком диапазоне частот.

Электротехническая листовая сталь

Электротехническая сталь является магнитно-мягким материалом. Для улучшения магнитных характеристик в нее добавляют кремний, который повышает величину удельного сопротивления стали, что приводит к уменьшению потерь на вихревые токи. Такая сталь выпускается в виде листов толщиной 0,1; 0,2; 0,35; 0,5; 1,0 мм, шириной от 240 до 1000 мм и длиной от 720 до 2000 мм.

Пермаллои

Данные материалы представляют собой железоникелевые сплавы с содержанием никеля от 36 до 80%. Для улучшения тех или иных характеристик пермаллоев в их состав добавляют хром, молибден, медь и др. Характерными особенностями всех пермаллоев являются их легкая намагничиваемость в слабых магнитных полях и повышенные значения удельного электрического сопротивления. Пермаллои — пластичные сплавы, легко прокатываемые в листы и ленты толщиной до 0,02 мм и менее. Благодаря повышенным значениям удельного сопротивления и стабильности магнитных характеристик пермаллои могут применяться до частот 200—500 кГц. Пермаллои очень чувствительны к деформациям, которые вызывают ухудшение их первоначальных магнитных характеристик. Восстановление первоначального уровня магнитных характеристик деформированных пермаллойных деталей достигается термической обработкой их по строго разработанному режиму.

Магнитно-твердые материалы

Магнитно-твердые материалы обладают большими значениями коэрцитивной силы и большой остаточной индукцией, а следовательно, большими значениями магнитной энергии. К магнитно-твердым материалам относятся:

сплавы, закаливаемые на мартенсит (стали, легированные хромом, вольфрамом или кобальтом);

  • железо-никель-алюминиевые нековкие сплавы дисперсионного твердения (альни, альнико и др.);
  • ковкие сплавы на основе железа, кобальта и ванадия (виккалой) или на основе железа, кобальта, молибдена (комоль);
  • сплавы с очень большой коэрцитивной силой на основе благородных металлов (платина — железо; серебро — марганец — алюминий и др.);
  • металлокерамические нековкие материалы, получаемые прессованием порошкообразных компонентов с последующим обжигом отпрессованных изделий (магнитов);
  • магнитно-твердые ферриты;
  • металлопластические нековкие материалы, получаемые из прессовочных порошков, состоящих из частиц магнитно-твердого материала и связующего вещества (синтетическая смола);
  • магнитоэластические материалы (магнитоэласты), состоящие из порошка магнито-твердого материала и эластичного связующего (каучук, резина).

Остаточная индукция у металлопластических и магнитоэластических магнитов на 20—30% меньше по сравнению с литыми магнитами из тех же магнито-твердых материалов (альни, альнико и др.).

Ферриты

Ферриты представляют собой неметаллические магнитные материалы, изготовленные из смеси специально подобранных окислов металлов с окисью железа. Название феррита определяется названием двухвалентного металла, окисел которого входит в состав феррита. Так, если в состав феррита входит окись цинка, то феррит называется цинковым; если в состав материала добавлена окись марганца — марганцевым.

В технике находят применение сложные (смешанные) ферриты, имеющие более высокие значения магнитных характеристик и большее удельное сопротивление по сравнению с простыми ферритами. Примерами сложных ферритов являются никель-цинковый, марганцево-цинковый и др.

Все ферриты — вещества поликристаллического строения, получаемые из окислов металлов в результате спекания порошков различных окислов при температурах 1100-1300° С. Ферриты могут обрабатываться только абразивным инструментом. Они являются магнитными полупроводниками. Это позволяет применять их в магнитных полях высокой частоты, т. к. потери у них на вихревые токи незначительны.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Заключение

Мы рассмотрели все группы и виды диэлектриков, применяемых в наше время в энергетике. Диэлектрические материалы имеют чрезвычайно важное значение для электротехники. Они используются для создания электрической изоляции, которая окружает токоведущие части электрических устройств и отделяет друг от друга части, находящиеся под различными электрическими потенциалами. Назначение электрической изоляции- не допускать прохождения электрического тока по каким- либо нежелательным путям, помимо тех случаев, которые предусмотрены электричесой схемой устройства. Кроме того, электроизоляционные материалы используются в качестве диэлектриков в электрических конденсаторах для создания определенного значения электрической емкости конденсатора, а в некоторых случаях для обеспечения определенного вида зависимости этой емкости от температуры или иных факторов.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Библиографический список

 

 

1. Барфут Дж., Тейлор Дж. Полярные диэлектрики и их применения. М.: Мир, 1981

 

2.Богородицкий Н.П., Пашков В.В, Тареев Б.М. Электротехнические материалы. Л.: Энергия, 1977

 

3.Гриднев С.А. Диэлектрики с метастабильной электрической поляризацией. М.: Высш. шк., 1997.

 

4. Лайнс М., Гласс А. Сегнетоэлектрики и родственные им материалы. М.: Мир, 1981.

 

5. Пасынков В.В., Сорокин В.С. Материалы электронной техники. М.: Высш. шк., 1986.

 

6.Прохоров А.М. Советский энциклопедический словарь. М.: Сов. энц., 1982

 

7. #"Times New Roman">