Фторорганические полимеры

Одним из существенных недостатков органических полимеров является невысокая термостойкость (до 120^оС). Для повышения рабочих температур в органические диэлектрики добавляют фтор (получают фторопласты) или кремний (получают полисилоксаны).

2.1 Фторопласты – кристаллические полимеры фторпроизводных этилена, где атомы водорода замещены фтором. В РЭА наиболее часто используют фторопласт –4 (политетрафторэтилен) и фторопласт – 3 (политрифторхлорэтилен). Цифра в марке указывает на количество атомов фтора в молекуле мономера.

· Фторопласт – 4 (также его называют фторолон – 4, тефлон). Свойства фторопласта 4: рабочая температура –250^о - +250^оС, может выдерживать термоудары до 400 ^оС, обладает самой высокой химической стойкостью из всех известных полимеров, не смачивается водой, не растворяется ни в одном растворителе, не горит, стоек к воздействию грибков и в тропических условиях.

Имеет хорошие вакуумные свойства, стоек к резкому перепаду температур в широком диапазоне.

Недостатки: при температуре 400 ^оС разлагается с выделением ядовитого фтора, имеет низкую радиационную стойкость, не высокую твердость и достаточно высокую стоимость.

Из фторопласта – 4 изготавливают конденсаторные и изоляционные пленки, изоляцию монтажных проводов, химическую посуду, применяют в вакуумных вентилях.

· Фторопласт – 3. По сравнению с фторопластом – 4 имеет более высокие механические характеристики, но остальные свойства значительно хуже. Выпускается в виде порошка, используется в основном в суспензиях для антикоррозийных покрытий.

Поликонденсационные синтетические материалы.

В реакции поликонденсации участвуют не менее двух веществ. В результате образуются полимеры пространственной структуры, из которых получают прочные, теплостойкие термореактивные материалы.

К ним относятся:

1. Полиэфирные смолы. Получают в результате поликонденсации различных многоатомных спиртов и органических кислот.

· Полиэтелентетрафталат (лавсан). Может иметь как аморфное, так и кристаллическое строение.

Кристаллический лавсан получают в результате реакции терефталевой кислоты и этиленгликоля при медленном охлаждении. Кристаллический лавсан имеет высокую температуру плавления (265^о), высокую механическую прочность, хорошие изоляционный свойства. Применяется для изготовления волокон, тканей, изоляционных пленок для изоляции проводов, кабелей и в качестве конденсаторного диэлектрика.

Аморфный лавсан используют для изготовления электроизоляционных лаков и при изготовлении эмалированных проводов.

· Поликарбонаты. Это полиэфиры угольной кислоты. Применяются для изготовления слоистых пластиков, компаундов, изоляционных пленок и в качестве конструкционного материала.

2. Кремнийорганические смолы. Являются термореактивными полимерами. Обладают высокой нагревостойкостью (до 250^о), хорошими диэлектрическими свойствами, малой гигроскопичностью, химической инертностью. Применяют для изготовления прессованных изоляционных материалов, слоистых пластиков, электроизоляционных лаков м эмалей.

3. Эпоксидные смолы. Получают в результате хлорирования глицеринов с фенолами в щелочной среде. В чистом виде эпоксидные смолы являются термопластичными, низкоплавкими жидкостями, которые хорошо растворяются во многих растворителях. При добавлении отвердителя эпоксидные смолы быстро затвердевают, меняя линейное строение молекул на пространственное. Приобретают значительную твердость и прочность. Применяют в качестве клеев, при изготовлении компаундов, слоистых пластиков, для заливки элементов и узлов РЭА.

 

Пластмассы.

Это твердые материалы, которые на определенной стадии производства обладают свойством пластического течения, что позволяет изготавливать изделия прессованием и литьем заданной формы. Пластмассы – многокомпонентные материалы, в состав которых входят:

1. Связующие вещества. Это различные натуральные и синтетические смолы и полимеры, необходимые для монолитного соединения всех компонентов в пластмассе (30-60%).

2. Наполнители. (40 –70%) Это химически инертные вещества, которые придают пластмассам требуемые свойства. Например: асбест и древесная мука - механическую прочность; молотый мрамор – теплопроводность; молотая слюда или кварц – диэлектрические свойства; стекловолокно–нагревостойкость.

3.Пластификторы. Это маслообразные жидкости с высокой температурой кипения (стеарин). Вводят в пластмассы для повышения пластичности и холодостойкости.

4.Стабилизаторы. Способствуют длительному сохранению пластмассами своих свойств.

5. Красители.

6. Парообразователи. Вводят для получения пористой структуры.

По применению пластмассы делят на:

· Конструкционные

· Электроизоляционные

· Специальные (магнитодиэлектрики, электропроводные и т.д.)

По нагревостойкости пластмассы разделяют на несколько классов:

 

В производстве РЭА широко применяются слоистые пластики.

Слоистые пластики являются разновидностью пластмасс, которые получают горячим прессованием волокнистых материалов, предварительно пропитанных синтетическими смолами. В производстве РЭА широко используются:

1. Гетинакс. Изготавливают из листов специальной бумаги, пропитанных бакелитовой смолой, с последующим прессованием при температуре. Применяется для изготовления каркасов катушек, трансформаторов, оснований печатных плат. Рабочая температура до 105^о.

2. Текстолит. Изготавливают методом горячего прессования хлопчатобумажной ткани, пропитанной бакелитовой смолой. Применяют, как конструкционно-изоляционный материал, для изготовления изделий, которые подвергаются механическим нагрузкам (удар, истирание). Это детали переключателей, панели, каркасы, крепежные планки и т.д. Рабочая температура до 105^о.

3. Стеклотекстолит. Получают горячим прессованием стеклоткани, пропитанной кремнийорганической смолой с добавлением эпоксидной. Обладает повышенной влагостойкостью и лучшими электрическими и механическими параметрами по сравнению с гетинаксом и текстолитом.

 

В производстве РЭА также широко используются слоистые фольгированные материалы для изготовления печатных плат. Это слоистые пластики, облицованные с одной или двух сторон медной фольгой.

· Фольгированный гетинакс. Марки ГФ-1-35; ГФ-2-50 и т.д.

Буквы ГФ – гетинакс фольгированный,

Первая цифра (1, 2) – толщина листа в мм

Второе число (35, 50) – толщина фольги в мкм.

Используют для плат в диапазоне частот до 1МГц.

· Фольгированный стеклотекстолит. Марки типа СФ-1-35 или СФ-1-Н -50

Первая цифра 1 – толщина листа в мм

Буква Н - нагревостойкость

Второе число (35, 50) – толщина фольги в мкм.

Используют для плат в диапазоне частот до 1000 МГц. Рабочая температура до 200^о.

· Фольгированный армированный фторопласт – 4 (ФАФ-4). Это слоистый пластик, полученный горячим прессованием стеклоткани, пропитанной суспензией фторопласта-4 и облицованной с двух сторон медной фольгой толщиной 50 мкм. Рабочая температура до 250^о.

· Используют для плат в диапазоне частот до 1МГц.