3.11.1. Природные полимеры.
К числу природных полимеров, имеющих значение в РЭА, относятся канифоль, шеллак и янтарь. При нагревании они размягчаются и плавятся, в воде нерастворимы, а в спирте, эфире и других органических растворителях растворимы.
Основные характеристики и области применения полимеров, встречающихся в природе, приведены в таблице 3.5.
Таблица 3.5. Основные свойства и области применения природных полимеров.
|
Название |
Происхождение |
Тип диэлектрика |
Область применения |
|
Канифоль |
Хрупкая смола, получаемая из смолы хвойных деревьев |
Слабополярный |
Для изготовления лаков и компаундов, а также как составная часть электроизоляционных смол |
|
Шеллак |
Продукт жизнедеятельности тропических насекомых |
Слабополярный |
В виде спиртового раствора для изготовления клеящих лаков, для слюдяной изоляции, а также для лакирования деталей |
|
Янтарь |
Ископаемая смола растений |
Слабополярный с высоким ρ |
В электроизмерительных приборах, требующих высокое значение сопротивления изоляции (ограничена из-за дороговизны) |
3.11.2. Линейные полимеры.
Химическая структура и основные параметры некоторых важнейших линейных полимеров, применяемых в РЭА, представлены в таблице 3.6, а основные достоинства и недостатки, области применения этих материалов приведены в таблице 3.7.
Как следует из таблицы 3.6, полиэтилен и фторопласт-4 относятся к неполярным диэлектрикам, полистирол – к слабополярным, а поливинилхлорид и фторопласт-3 – это полярные диэлектрики.
Таблица 3.6. Структура и основные параметры линейных полимеров.
|
Материал |
Полиэтилен |
Полистирол |
Фторопласт-4 |
Поливинил-хлорид |
Фторопласт-3 |
|
Структура |
|
|
|
|
|
|
Параметры: |
|
|
|
|
|
|
ρv, Ом·м |
1013-1015 |
1014-1015 |
1015-1016 |
1013-1014 |
1014-1015 |
|
ρδ, Ом |
1015 |
– |
1017 |
1012-1014 |
1016-1017 |
|
εr (1 МГц) |
2,3-2,4 |
2,4-2,6 |
1,9-2,1 |
3,0-5,0 |
2,3-2,8 |
|
tgδ (1МГц) |
(1-5)·10-4 |
(1-5)·10-4 |
(1-3)·10-4 |
(3-8)·10-2 |
(1-2)·10-2 |
|
Епр, МВ/м |
15-20 |
20-35 |
20-30 |
15-20 |
23-25 |
|
Нагревостойкость, °С |
80-90 |
70-80 |
250 |
60-70 |
130 |
Таблица 3.7. Особенности и области применения линейных полимеров.
|
Материал |
Достоинства |
Недостатки |
Области применения |
|
Полиэтилен |
Химическая инертность, водостойкость, легко обрабатывается |
Низкая нагревостойкость, старение под действием света |
“Король пластмасс”: широко используется для изоляции. Изоляция высокочастотных кабелей, изоляционные плёнки. |
|
Полистирол |
С различными добавками приобретает ударопрочность, атмосферостойкость, пенистость |
Хрупкость, малая устойчивость к действию органических растворителей |
Полистироловая плёнка – для производства конденсаторов. Вспененный полистирол – для теплоизоляции и герметизации изделий. |
|
Фторопласт-4 |
Негорючесть, химическая и радиационная стойкость, негигроскопичность, несмачиваемость водой и другими жидкостями, не изменяет электрическую длину в широком диапазоне температур и частот. |
Адгезионно инертен: трудно поддаётся склеиванию. Обладает холодной текучестью и работает плохо под нагрузкой. Дорог из-за обработки на прецизионных станках. |
Сплошная или плёночная изоляция, изоляция проводов на атомных станциях, проводов используемых в качестве нагревателей в растворах кислот и щелочей. Диэлектрические части СВЧ волноводов, разъёмов. Подложки тонкоплёночных ГИС СВЧ. Использование в РЭА с фазово-импульсной модуляцией и измерительных фазочувствительных системах. |
|
Поливинил-хлорид |
Хорошие механические свойства, высокая химическая стойкость. |
Большие потери на высоких частотах. |
Изоляция монтажных проводов, кабелей. Использование как конструкционного материала. |
|
Фторопласт-3 |
Химическая стойкость |
Большие потери. |
Для изоляции проводов, плёнки для конденсаторов. |