СН2-С -)„ I

СН₃

ПИБ, как и ПЭ, огнеопасен. Производят его в виде низко-, средне- и высокомолекулярных продуктов. Высокомолекулярный ПИБ име­ет молекулярную массу (20 — 25)-10⁴; устойчив к действию кислот, в том числе концентрированной HN0₃ и щелочей. Его плотность рав­на 910—930 кг/м³, Т_с= —74 °С, морозостойкость составляет — 50 °С. ПИБ растворим в алифатических, ароматических и хлорированных углеводородах, в сероуглероде, нерастворим в полярных жидкостях: спиртах, кетонах, сложных эфирах. Под действием солнечных лучей и кислорода свойства его ухудшаются. Для повышения стойкости ПИБ к ультрафиолетовым лучам в него вводят активные наполните­ли — сажу, графит (до 150 %).

Электрические свойства ПИБ имеют тот же порядок, что и ПЭ. Однако его электрическая прочность заметно ниже, диэлектрические потери несколько выше, чем у ПЭ (см. табл. 7.2).

Полиизобутилен в отличие от многих других полимеров имеет чрезвычайно низкую влаго- и газопроницаемость. Существенные его недостатки — низкая механическая прочность и высокая хладотеку- честь. Поэтому в чистом виде его применяют редко. Для увеличения твердости в ПИБ добавляют наполнители. Высокомолекулярный ПИБ применяют в композиции с полистиролом для изготовления изоляционных лент; вводят в состав кабельного ПЭ, для повышения гибкости, стойкости к растрескиванию и снижению влагопроницае- мости. Низкомолекулярный ПИБ используют для пропитки бумаж­ных конденсаторов; вводят в состав некоторых клеев.

Полистирол (ПС) представляет собой твердый аморфный про­дукт полимеризации стирола (винилбензола); общая химическая формула

(-СН₂-СН-)„

с₆н₅

где С₆Н₅ — бензольный заместитель.

В зависимости от способа полимеризации ПС выпускают блоч­ный, суспензионный и эмульсионный. Кроме того, используя катали­заторы, был получен изотактический ПС кристаллического строения, обладающий более высокой температурой плавления (230—240 °С) и более высокими механическими показателями, чем аморфный ПС. Однако изотактический ПС трудно перерабатывается в изделия, по­этому его производство ограничено.

Блочный ПС обладает высокой влагостойкостью — его водопо- глощение за 24 ч равно 0 %, в то время как у суспензионного ПС оно составляет 0,01—0,02 %, а у эмульсионного — 0,07 %. Блочный ПС — это бесцветный, прозрачный материал, пропускающий до 90 % видимого света; в ультрафиолетовой и инфракрасной областях его прозрачность ниже. Показатель преломления света у него доста­точно высок (nf = 1,5—1,6), благодаря чему его применяют для изготовления оптических стекол. Электрические характеристики эмульсионного ПС ниже, чем блочного и суспензионного.

Полистирол имеет плотность 1050—1070 кг/м³ и молекулярную массу, равную (5 - 30)4О⁴, Т_с= 80—90 °С, Г_хр = -40 °С, теплостой­кость по Мартенсу 75—80 °С, а по Вика 100—105 °С, твердость по Бринеллю 137—196 МПа. С увеличением молекулярной массы элек­трические свойства ПС улучшаются — р и Е_пр возрастают, tg5 умень­шается (см. рис. 3.14, а; 4.16, а; 5.32, кривая 2). Пожароопасен, горит с образованием сильнокоптящего пламени.

Полистирол — один из первых синтетических материалов, ис­пользуемых в электро- и радиотехнике. Это хороший диэлектрик (см. табл. 7.2). Его электрические свойства практически не зависят от влажности окружающей среды, температуры в пределах от —80 до 90 °С и частоты в интервале от 10² до 10⁹ Гц. Обладает высокой стой­костью к действию кислот, щелочей, солей и спиртов, растворяется в четыреххлористом углероде, бензоле, не стоек к действию алифати­ческих, ароматических и хлорированных углеводородов.

Недостатки ПС — относительно невысокая нагревостойкость, а главное — низкая удельная ударная вязкость (а_уд = 16—22 кДж/м²), относительно хрупок и при старении хрупкость увеличивается. Для повышения нагревостойкости в ПС вводят до 30 % кварцевой или слюдяной муки, белой сажи или талька и т.п, армируют стеклянным волокном. Для снижения хрупкости в ПС вводят до 8 % каучука (по­лучают привитой сополимер). Полученный материал называют уда­ропрочным полистиролом (марки УПС, УПМ, УПП). Он имеет высо­кую удельную ударную вязкость (о_уд = 30—60 кДж/м²) и высокие показатели других физико-механических свойств.

Перспективным материалом на основе стирола является его со­полимер с акрилонитрилом и бутадиеном, получивший название пластик АБС (от начальных букв, образующих его трех компонен­тов). АБС-пластик отличается от ПС более высокими нагревостойко- стью (выше на -10 %) и удельной ударной вязкостью (до 70 кДж/м²), хорошей способностью металлизироваться; практически водонепро­ницаем, имеет хорошую термостабильность, повышенную химиче­скую стойкость, неплохие электрические свойства (е = 2,9; р = 10¹³—10¹⁴ Ом м; tg8 = 8-Ю"³). АБС-пластик легко перерабатыва­ется в изделия всеми характерными для термопластов способами. В электро- и радиотехнике применяется для изготовления корпусов приборов и отдельных деталей.

Полистирол широко используют в технике высоких и сверхвысо­ких частот как диэлектрик с очень низкими потерями. Из него изго­тавливают каркасы катушек индуктивности, панели электронных ламп, изоляцию высокочастотных кабелей, лаки, компаунды. Очень широко применяют ПС в производстве электрических конденсато­ров. Для этих целей используют'пленку (стирофлекс) толщиной от 6 до 200 мкм (обычно не толще 40—50 мкм), ориентированную в двух перпендикулярных направлениях. Такая пленка менее дефектна и обладает высокими электрическими свойствами (см. табл. 7.2).

Политетрафторэтилен (ПТФЭ) — продукт полимеризации тет- рафторэтилена; имеет общую химическую формулу (—CF₂—CF₂—)„. Его плотность равна 2150—2240 кг/м³, молекулярная масса (14—50) 10⁴, степень кристалличности 80—85 %. При нагревании ПТФЭ практически не плавится, а при 415 °С начинает разлагаться с выделением ядовитых газов. Твердость по Бринеллю составляет 30—40 МПа, о_уд до 100 кДж/м². Полимер молочно-белого цвета, оте­чественное название — фторопласт-4, за рубежом (США) — тефлон. ПТФЭ негорюч, не растворяется ни в каких растворителях, практи­чески негигроскопичен и не смачивается водой, имеет высокую стойкость к действию кислот и щелочей — на него не действуют ни­какие кислоты, в том числе смесь HN0₃ и НС1 («царская водка»). Обладает высокой трекинго- и нагревостойкостью — до 260 °С и вы­держивает кратковременный нагрев до 300 °С. Т_с = — 120°С, а дли­тельная рабочая температура имеет интервал от -269 до +260 °С.

Недостатки ПТФЭ — невысокая стойкость к радиационному из­лучению (он деструктирует) и хладотекучесть — под действием не­больших статических нагрузок начинает деформироваться при ком­натной температуре и ниже.

ПТФЭ — хороший диэлектрик (см. табл. 7.2); его электрические свойства остаются практически неизменными в пределах от —60 до 200 °С и в широком интервале частот вплоть до СВЧ включительно. Из него изготавливают пленки различной толщины, использующие­ся в качестве ВЧ-изоляции, а также в производстве термо- и влаго­стойких электрических конденсаторов и кабелей. Применяют для изготовления сплошной, в том числе тонкой (эмалевой), изоляции проводов, пластин, дисков, прокладок и других уплотнительных де­талей. Монолитные заготовки и изделия изготавливают методом, имеющим много общего с порошковой металлургией.

Дата добавления: 2015-08-09