Электроизоляционные и конденсаторные материалы, страница 10

Фольгированные диэлектрики на основе полиэтилентерефталата отличаются высокой гибкостью и применяются для изготовления многослойных плат и гибких кабелей.

7.4.7. Эластомеры

В технике широко применяются материалы на основе каучуков и близких к нему по свойствам веществ – эластомеры.

Эластомерами называются материалы, которые в широком температурном интервале имеют большую эластичность. Под действием внешних сил они могут сильно деформироваться, однако их форма и размеры восстанавливаются при прекращении действия силы. Удлинение при растяжении у них может в несколько раз превышать исходную длину. Типичным представителем эластомеров является резина. По структуре и свойствам эластомеры занимают промежуточное положение между термопластичными и термореактивными материалами. Раньше всех из них стал известен натуральный каучук, который имеет ряд конкурентов – синтетических каучуков; их потребление уже превышает потребление натурального каучука. Основным конкурентом натурального каучука является бутадиенстирольный каучук.

Каучуки подразделяются:

1) натуральные;

2) синтетические нормальной нагревостойкости;

3) синтетические повышенной нагревостойкости;

4) синтетические маслобензостойкие.

К синтетическим каучукам нормальной нагревостойкости относятся изопреновый, стереорегулярные бутадиеновые и бутадиенстирольные каучуки.

К синтетическим каучукам повышенной нагревостойкости относятся бутилкаучук, этиленпропиленовые и кремнийорганические каучуки.

К синтетическим маслобензостойким – хлоропреновые и бутадиен-нитрильные каучуки.

Каучуки в исходном состоянии ведут себя аналогично термопластичным материалам. Свойства резины они приобретают после полимеризации с соответствующим вулканизатором (чаще всего серой). Введением примесей добиваются не только технологичности обработки эластомеров (смягчители, ускорители), но и необходимых свойств резины. На свойства и цену резин имеют большое влияние наполнители, которые иногда составляют до 60 % массы каучука. В качестве наполнителей часто используются сажа, SiO₂, каолин, мел, тальк и ZnO, которые делают резину более твердой и на порядок повышают ее механическую прочность.

Резина – многокомпонентная вулканизированная смесь на основе каучуков. Резины применяются для электрической изоляции проводов и кабелей, изготовления шлангов, прокладок, защитных оболочек.

Выпускаются изоляционные и полупроводниковые резины. Под действием света и озона резины теряют эластичность и разрушаются.

Электрические свойства резин зависят от дипольного момента молекул каучука. Наилучшие электроизоляционные свойства имеют резины из неполярных каучуков – бутилкаучука и этиленпропиленового каучука. Эти каучуки используются в тех случаях, когда решающими являются их электроизоляционные свойства, например, для изоляции высоковольтных кабелей. Они имеют малую гигроскопичность, что предопределяет их применение для изоляции подводных кабелей и судовых проводов и кабелей.

Для особых условий, в которых решающим показателем является стойкость к различным необычным внешним факторам, чаще всего используют хлоропреновый и кремнийорганический каучуки, а также хлорсульфированный полиэтилен.

Хлоропреновый каучук имеет очень хорошую стойкость ко многим химическим реагентам, углеводородам и озону, а также атмосферостойкость. Он используется для защитных оболочек кабелей в шахтах, нефтяной промышленности, химических заводов, сварочных агрегатов, самолетов, автомобилей и др.

Преимущество кремнийорганического каучука заключается в высокой нагревостойкости. Он длительно выдерживает температуру до 180 ^оС и имеет высокое удельное поверхностное сопротивление даже в среде с высокой относительной влажностью, высокую стойкость к озону и электрическим разрядам. Однако он дорог и его механические свойства не очень хороши. Кремнийорганический каучук используется для изолирования взрывных кабелей, проводов в судовом и авиационном оборудовании, проводов в термопарах и проводов для электродвигателей высших классов нагревостойкости. Однако, изоляцию из кремнийорганического каучука из-за его низкой механической прочности необходимо защищать дополнительной оболочкой. В высокочастотной технике он используется главным образом для заливки деталей.