Электроизоляционные и конденсаторные материалы, страница 5

Термопласты

Полиолефины - продукты полимеризации непредельных углеводородов олефинового ряда. К ним относятся полиэтилен и его модификации, полипропилен и сополимеры этилена и пропилена.

К важнейшим термопластичным полимерным изоляционным материалам относятся неполярные или слабополярные термопластичные полимеры. По сравнению с полярными материалами они имеют ряд преимуществ. Это, прежде всего, выдающиеся электрические свойства - негигроскопичность и независимость электрических свойств от действия влаги, высокая химическая стойкость. Их можно использовать в широком интервале частот электрического поля. К самым важным и наиболее распространенным относятся полиэтилен, полистирол и политетрафторэтилен.

Полиэтилен относится к самым высококачественным термопластичным электроизоляционным материалам. По объему производства он стоит на втором месте после поливинилхлорида. Используется в четырех модификациях: полиэтилен низкого давления, высокого давления, вспененный и сшитый.

Полиэтилен - продукт полимеризации этилена, термопластичный кристаллический полимер с линейной структурой молекул, имеющих небольшое количество боковых ответвлений. Полиэтилен является неполярным материалом. Пластичен, его диэлектрические свойства мало зависят от частоты приложенного напряжения. Обладает высокой стойкостью к воздействию агрессивных сред и растворителей при нормальной температуре.

Промышленность выпускает полиэтилен высокого давления (низкой плотности), среднего давления, низкого давления (высокой плотности), пористый полиэтилен, хлорированный полиэтилен и хлорсульфированный полиэтилен. Различные виды полиэтиленов отличаются механической прочностью, твердостью, стойкостью к воздействию агрессивных сред и электрической прочностью.

В электротехнике полиэтилен применяется преимущественно для изоляции проводов и кабелей, а также, в качестве защитного покрытия и изготовления ненагруженных конструкционных деталей. Благодаря малой зависимости электрических свойств от влажности он особенно пригоден для изолирования жил кабелей, эксплуатируемых в воде, и как защитный материал. Используется и для других целей. Полиэтилен относительно дешев.

Полистирол имеет отличные электрические свойства, высокую стойкость к влажности и низкую цену.  Его недостатками являются хрупкость и низкая рабочая температура (65-80 ^оС), а также горючесть. Вместе с полиэтиленом и поливинилхлоридом он относится к самым распространенным пластмассам. Полистирол используется в основном в высокочастотной технике для изготовления различных деталей. В виде пленки он используется для изготовления радиотехнических конденсаторов и для изолирования высокочастотных проводов и кабелей.

Полипропилен - продукт полимеризации пропилена, термопластичный материал со стереорегулярной структурой молекул. Обладает более высокой механической прочностью и химической стойкостью, чем полиэтилен, но обладает большими диэлектрическими потерями, особенно на высоких частотах.

Полипропилен по свойствам аналогичен полиэтилену; широко применяется как диэлектрик силовых конденсаторов.    

Политетрафторэтилен (фторопласт 4, тефлон, фторлон-4) - продукт полимеризации тетрафторэтилена, термопластичный полимер, кристаллическая структура которого нарушается при температуре около 327 ^оС и полимер переходит в высокоэластичное состояние, которое сохраняется до температуры разложения (около 415 ^оС). Обладает хладотекучестью. Электроизоляционные свойства очень высокие и не изменяются в диапазоне частот от 50 до 10¹⁰ Гц при температуре до 200 ^оС.

Политетрафторэтилен имеет комплекс свойств, благодаря которым он считается самым высококачественным электроизоляционным материалом. Среди всех пластмасс он имеет максимальную химическую стойкость, по которой он превосходит даже благородные металлы, высокую нагревостойкость и может применяться до температуры 250 ^оС, негорюч. Разрушается только расплавленными щелочными металлами и их комплексными соединениями с аммиаком, нафталином, пиридином, а также трехфтористым хлором и атомарным фтором при повышенных температурах. Не смачивается водой. Сохраняет эластичность при - 100 ^оС. Тонкие слои проницаемы для некоторых агрессивных сред.