Materiais isolantes elétricos poliméricos e seu uso

A palavra "polímero" vem de "monômero", substituindo o prefixo "mono" pelo prefixo "poli", que significa "muitos". O fato é que, no processo de síntese química, os polímeros são obtidos a partir de monômeros: polietileno - de etileno, poliestireno - de estireno, cloreto de polivinila (PVC, cloreto de polivinila) - de cloreto de vinila (cloreto de vinila) etc.

Então pegue borrachas e borrachas, resinas sintéticas e textolites, vernizes e adesivos, fibras e plásticos, selantes, betumes, etc. Os polímeros são amplamente utilizados como materiais isolantes elétricos. Estes serão discutidos mais adiante.

Todos os materiais poliméricos usados ​​como materiais isolantes elétricos podem ser facilmente divididos em quatro tipos de acordo com suas características físicas: termoplásticos, termofixos, laminados e plásticos (plásticos). Vejamos cada tipo de polímero separadamente.

Termoplásticos

"Thermo" — calor, "camada" — esculpido.O ponto principal é que, mesmo quando aquecido, a estrutura dos termoplásticos permanece inalterada, simplesmente transforma seu estado sólido em um plástico macio e é fácil de processar e reciclar.

Representantes exclusivos de termoplásticos: policloreto de vinila, polietileno, poliestireno, polipropileno, poliformaldeído, poliamidas, poliacrilatos, fluoroplásticos, etc.

Do termoplástico, quando passou sob a ação de alta temperatura para um estado de fluxo viscoso, você pode moldar produtos ou processar resíduos termoplásticos de forma semelhante. Os termoplásticos são facilmente fundidos e extrudados. Neste caso, não há reações de transformação de termoplásticos, eles podem ser repetidamente processados ​​e moldados.

Um representante típico de um produto termoplástico é a fita isolante de PVC. Se você aquecer um pouco, vai amolecer, mas depois de esfriar vai ficar bem grosso de novo. A fita isolante de PVC sempre foi popular entre os profissionais do trabalho elétrico.

Reactoplastos

Ao contrário dos termoplásticos puros, os plásticos termoendurecíveis são polímeros que, por ação térmica, passam primeiro para um estado plástico viscoso e depois para um estado sólido insolúvel e insolúvel.

Se você tentar derreter novamente o plástico termofixo endurecido, ele não terá mais a mesma viscosidade e, se continuar aquecendo, ele entrará em colapso irreversivelmente. Isso ocorre porque o processamento de termorreativos é acompanhado por uma reação química irreversível e, se o produto for formado, sua reforma posterior é impossível.

Os plásticos termoendurecíveis incluem: plásticos amino, plásticos de silicone, plásticos fenólicos, plásticos epóxi, plásticos de uretano, plásticos de anilina e outros.As resinas de poliéster e epóxi, carboneto e fenol-formaldeído são a base dos plásticos termoendurecíveis mais comuns. Em geral, os plásticos termofixos são mais duros do que os termoplásticos e seus produtos geralmente contêm cargas como negro de fumo, giz, fibra de vidro, etc.

Um exemplo de um produto termofixo especial é um tubo termorretrátil ou uma luva termorretrátil. O polímero tratado com radiação encolherá quando aquecido, mas você não conseguirá descascá-lo. Esses tubos são usados ​​para isolar produtos e fios elétricos.

Plásticos laminados

Os laminados incluem uma variedade de materiais, incluindo enchimentos de fibra e polímeros impregnados com enchimentos e adesivos que transformam folhas individuais em plásticos densos de várias camadas.

Os materiais de isolamento elétrico em folha são feitos principalmente de plásticos laminados, pois é conveniente fazer folhas com a espessura e tamanho necessários, com o formato de superfície necessário.

Representantes brilhantes de plásticos laminados - textolite, getinax, plásticos laminados de madeira, plásticos laminados de amianto, etc.

Getinax é baseado em baquelite e papel. Uma camada de verniz de baquelite é aplicada ao papel, depois o papel é enrolado em várias camadas e enviado para uma prensa de alta pressão a temperaturas elevadas.

O efeito do calor sobre a baquelite a transforma em um novo estado - insolúvel e insolúvel - resultando em um material de folha durável e de alta dureza com excelentes propriedades de isolamento elétrico. Ao mesmo tempo, o material é bem cortado, perfurado, cortado - fácil de processar.

A Getinax é usada para fabricar peças de vários produtos elétricos que precisam de isolamento confiável, por exemplo, racks e arruelas isolantes. Substituindo o papel por tecido, não obtemos mais getinax, mas textolite - um plástico laminado mais durável e resistente ao desgaste.

Textolite supera alguns metais em termos de estabilidade de fricção, não é por acaso que às vezes são feitas engrenagens de mecanismos. O laminado de fibra de vidro é um material ainda mais durável - o tecido de vidro o torna resistente ao calor.

Folha de fibra de vidro e folha de getinax são tradicionalmente usadas para a produção de placas de circuito impresso de vários dispositivos eletrônicos: em um ou ambos os lados, folha de cobre oxidado é aplicada a essa fibra de vidro (está incluída no processo de formação de plástico laminado na etapa de prensagem) com cola).

Para aplicações especiais, a folha pode ser niquelada ou cromada. Quando o padrão PCB é transferido para a camada de folha, a folha desnecessária fora do padrão é corroída (por exemplo, com cloreto férrico), deixando vestígios de cobre. Os trilhos são então isolados com máscara de solda e os componentes do rádio são montados na placa (soldados aos trilhos).

Plásticos

O próximo tipo de polímeros isolantes elétricos são os plásticos (plásticos, plásticos). Eles são feitos de polímeros naturais e sintéticos que determinam suas propriedades. Além do polímero base, plastificante, carga, corante e estabilizador são adicionados ao plástico.

As propriedades dielétricas do plástico, sua resistência ao calor e absorção de umidade são fortemente influenciadas pelo filler, que pode ser mineral ou orgânico, em pó ou fibroso, folha ou em camadas.

Exemplos de cargas em pó: mica, negro de fumo, farinha de madeira, grafite, farinha de quartzo, talco, pó de metal, etc. Exemplos de cargas fibrosas: fibras de vidro, amianto, algodão, aparas de papel, serradura, etc. Laminado: fibra de vidro, pano de amianto, papel, pano de algodão, folheado de madeira, etc.

Para dar elasticidade ao plástico, um plastificante é adicionado a ele. O plastificante aumenta o alongamento, diminui a resistência à tração. Para obter a cor desejada, o efeito decorativo certo, adiciona-se corante. Um estabilizador é necessário para que o plástico mantenha suas propriedades durante toda a vida útil do produto e não seja degradado pelo calor ou luz solar.

Muitas vezes, os plásticos são produzidos apenas a partir de polímeros sem adicionar nada: plexiglass, plástico vinílico (plástico PVC), poliestireno, polietileno, etc. Freqüentemente, os plásticos são prensados ​​em moldes sob pressão em altas temperaturas e, assim, produtos completamente acabados são obtidos.

Quando o produto deve, de acordo com o projeto do projetista, conter alguma outra peça, por exemplo, uma porca ou luva de metal, então a peça é simplesmente prensada ou embutida na fase de moldagem.

Se o material isolante não for necessário para o usuário na forma de uma peça, mas simplesmente como um consumível, ele é tradicionalmente vendido na forma de placas, rolos ou embalado em contêineres.

Um exemplo de isolamento elétrico plástico é a bainha de um cabo de força VVG usado para transmissão e distribuição de eletricidade.