Поликонденсационные полимеры

В результате поликонденсации образуются полимеры пространственной структуры, из которых получают прочные и теплостойкие термореактивные материалы.

Фенолформальдегидные смолы (ФФС).

ФФС получают поликонденсацией фенола в водном растворе формальдегида при температуре 70...90°С в присутствии катализатора (кислоты или щелочи). Они могут быть термопластияными и термореактивными.

Главное свойство ФФС – это образовывать с различными наполнителями фенопласты, которые обладают свойствами: высокая прочность, хорошие электроизоляционные свойства, способность длительно функционировать при высоких температурах, способность функционировать в любых климатических условиях.

ФФС способны совмещаться со многими полимерами и образовывать сополимеры.

ФФС подразделяются на резольные и новолачные.

Резольные смолы (бакелиты) получают с избытком формальдегида в присутствии щелочи.

Резольные смолы – термореактивные материалы, полярные диэлектрики. Применяются для изготовления слоистых пластиков, как текстолит, гетинакс; для композиционных пресс-материалов (фенопластов); трубок, клеев и др.

Новолаки – получают в избытке фенола в присутствии кислых катализаторов (соляной или щавелевой кислоты) – это твердые, хрупкие, прозрачные термопластичные смолы.

Новолаки плавятся при нагревании до температуры 100 - 120°С; растворяются в спирте, ацетоне и др. растворителях.

Новолаки имеют невысокие электроизоляционные свойства, низкую стойкость к искровым разрядам.

Новолаки отличаются содержанием фенола (от 2 до 9%). При добавлении 10...15% уротропина они переходят в термореактивный резит.

Применяют для изготовления корпусов приборов, плат, разьемов, различных кнопок и ручек управления радиоаппаратуры, лака и как заменитель щеллака.

Полиэфирные смолы (ПЭС). ПЭС получают в результате реакции поликонденсации различных многоатомных спиртов (гликоля, глицерина и др.) и многоосновных органических кислот (фталевой, малеиновой и др) или их ангедридов. По физическим свойствам они близки к природным смолам (канифоль, щеллак). Наибольшее распространение получила лавсановая смола (полиэтилентерефталат), глифталевая смола, поликарбонаты.

Лавсановая смола получается поликонденсацией терефталевой кислоты и этиленгликоля, это термопластичный диэлектрик кристаллического или аморфного строения.

Кристаллический лавсан имеет высокую температуру плавления 265 °С; высокую механическую прочность; хорошие электроизоляционные свойства; стоек к действию слабых щелочей, соляной кислоты, эфиров, масел, жиров, плесени и грибков; не устойчив к действию крепкой азотной и серной кислот, а также имеет малые гигроскопичность и газопроницаемость; стареет под действием солнечных лучей.

Лавсан применяют для изготовления волокон, пряжи, тканей, пленок и др.Волокна и пленки используются для изоляции проводов и кабелей. Пленка из лавсана обладает высокой электрической прочностью и повышенной нагревостойкостью.

Аморфный лавсан используют при изготовлении эмалированных проводов, при производстве электроизоляционных лаков. Пленки лавсановых лаков термореактивны, т.е. не размягчаются при нагревании.

Глифталевую смолу получают из глицерина и фталевого ангидрида при 150...200°С в алюминиевых котлах. Это термореактивные смолы с ярко выраженными дипольно-релаксационными потерями.

Глифталевые смолы имеют свойства: высокая нагревостойкость (до 130°С), высокая гибкость, твердость, клеящая способность, растворимость в органических растворителях, повышенная гигроскопичность, стойкость к поверхностным разрядам.

Глифталевую смолу применяют как основу клеящих, пропиточных и покровных лаков, для изготовления лаков, пластмасс, клеев.

Поликарбонаты – полиэфиры угольной кислоты. Поликарбонаты имеют хорошие электрические и механические свойства, относительно высокую температуру размягчения (140°С), хорошую химическую стойкость, невысокую гигроскопичность.

Применяют поликарбонаты для изготовления слоистых пластиков, компаундов, пленок для изоляции в электрических машинах.

Кремнийорганические смолы (КОС). КОС с пространственной структурой являются термореактивными.

КОС обладают высокой нагревостойкостью до температуры +250°С, высокой холодостойкостью до температуры - 60°; хорошими диэлектрическими свойствами, малой гигроскопичностью; химической инертностью.

В промышленности КОС применяют для изготовления электроизоляционных материалов, таких как стеклотекстолиты, слюдяная изоляция, компаунды, лаки, эмали, резиностеклоткани и др.

Эпоксидные смолы(ЭПСМ). ЭСМ получают в результате хлорирования глицеринов с двухатомными или многоатомными фенолами в щелочной среде. В структуре ЭПСМ содержится не менее двух эпоксидных групп, в результате связывания которых происходит их отверждение:

 

 

Чистые ЭПСМ – термопластичные низкоплавкие жидкие материалы, которые легко растворяются (ацетоне, толуоле, хлорированных углеводородах и др), не растворяются в воде, мало растворяются в спиртах, длительно хранятся, не изменяя свойств.

После добавления отвердителей эпоксидные смолы быстро отверждаются, приобретая пространственное строение. Отверждение происходит в результате полимеризации без выделения побочных продуктов (воды и других веществ). Отвердевшие эпоксидные смолы являются термореактивными и могут образовывать толстый слой монолитной водонепроницаемой изоляции. В зависимости от отвердителя ЭПСМ могут отвердевать при комнатной температуре л 80 до 150°С, а также при атмосферном или повышенном давлении.

Отвердевшие ЭПСМ обладают небольшой усадкой, высокой адгезией к пластмассам, стеклам, фарфору, металлам; большей нагревостойкостью; механическими свойствами, меньшей стоимостью, чем КОС. Применяют для изготовления лаков, клеев, заливочных компаундов.

Полиамиды (ПА) – термопластичные полярные диэлектрики с линейной структурой.

ПА обладают высокой механической прочностью, высокой эластичностью, высокой зимисеской прочностью, высокими электрическими параметрами, высокой гигроскопичностью, малой радиационной стойкостью.

Среди ПА наиболее распространены капрон и нейлон.

Выпускают ПА в виде порошков, гранул желтоватого и сероватого цветов, которые перерабатывают в изделия литьем под давлением.

Полиимиды (ПИИ) – органические полимеры, обладающие высокой нагревостойкостью (до 300°С, кратковременно до 500°С), очень высокой хладостойкостью (до - 269°С), хорошими диэлектрическими свойствами.

ПИИ пленки применяют в конденсаторах, в нагревостойких кабелях, в качестве подложек в микросхемах, в лаках, эмалях.

Полиуретаны (ПУ) - линейные термопластичные материалы, которые после отверждения превращаются в термореактивные полимеры.

ПУ имеют температуру плавления ниже, чем ПА, более устойчивы к окислению, действию кислот, влаги и мороза, лучше электроизоляционные свойства в условиях повышенной влажности и после длительного воздействия кипящей воды; устойчивы к действию растворителей (бензина, бензола, масла, спиртов.

Применяют ПУ для изготовления тканей, пряжи, нитей, эмалей,лаков, компаундов, пенопластов, каучуков, клеев, пленок, антикоррозионных покрытий. Пенополиуретаны используют для герметизации радиоблоков и малогабаритных приборов, а также для их защиты от вибрации, тепла и механических перегрузок.