Фторорганические полимеры.

Одним из существенных недостатков органических синтетических полимеров является пониженная теплостойкость. Для большинства органических полимеров допустимые рабочие температуры от -60 до + 120°С. Углерод, составляющий основу органических полимеров, на воздухе, а тем более при нагревании, может окисляться, что приводит к разрушению полимера. Для повышения теплостойкости в качестве основы для органических полимеров используют кроме углерода фтор, кремний, титан и др. Наибольшее распространение получили фторорганические (фторопласты) и кремнийорганические полимеры (полиси-локсаны).

Фторопласты - кристаллические полимеры, где атомы водорода замещены фтором. Это повышает теплостойкость и химическую стойкость получаемого материала.

В радиоэлектронике наиболее часто используют фторопласт-4 и фторопласт-3. Фторопласт-4 - белый или сероватый материал с более высокой плотностью, чем у других органических полимеров. Цифра 4 указывает на число атомов фтора в молекуле мономера. Он выпускается также под названием фторлон-4, а за рубежом - под названием тефлон:

Фторопласт-4 обладает следующими свойствами: рабочий диапазон температур от -250 до + 250°С; высокие диэлектрические свойства, мало зависящие от температуры; хорошие вакуумные свойства; наиболее химически стойкий материал из всех известных полимеров (его устойчивость к химическому воздействию выше, чем у золота, платины, стекла, фарфора, эмали, т.е. тех материалов, которые применяют для защиты от коррозии в самых сильнодействующих агрессивных средах; не смачивается водой и не набухает в ней; не растворяется ни в одном растворителе; не горит; по электроизоляционным свойствам принадлежит к лучшим из известных диэлектриков; абсолютно стоек в тропических условиях и не подвержен действию грибков.

К недостаткам фторопласта-4 относят: выделение ядовитого газообразного фтора в результате разложения при температуре выше 400 °С, низкую радиационную стойкость, сложную технологию переработки, высокую стоимость, сравнительную мягкость и склонность к хладотекучести.

Из фторопласта-4 изготавливают тонкие конденсаторные и электроизоляционные пленки толщиной 5...200 мкм

Фторопласт-3 обладает следующими свойствами: нижний предел рабочей температуры 195°С; более высокие механические свойства, чем у фторопласта-4; влагостойкость выше, чем у фторопласта-4; нагревостойкость ниже, чем у фторопласта-4, составляет 125 °С; уступает фторопласту-4 по электрическим свойствам; высокая химическая стойкость, но ниже, чем у фторопласта-4; влагостоек; высокая дугостойкость; технология получения проще, чем фторопласта-4; дешевле фторопласта-4.

Выпускается в виде тонкого порошка белого цвета или полупрозрачного роговидного поделочного материала.

Применяется главным образом в виде суспензий для антикоррозионных покрытий. Спиртовые суспензии фторопласта-3 используют для получения покрытий на металлах (в том числе и на меди) и керамике. Эти покрытия сохраняют свои свойства при температуре выше 100°С. Изоляция проводов и кабелей из фторопласта-3 позволяет эксплуатировать их при температуре 150°С во влажных и агрессивных средах.

Кремнийорганические полимеры представляют собой материалы, которые являются промежуточным звеном между органическими и неорганическими материалами. В их состав кроме характерного для органических полимеров углерода С входит кремний Si. Кремнийорганические полимеры обладают следующими характеристиками: высокие электроизоляционные свойства; дугостойкость; теплостойкость (способны длительно выдерживать температуру до 200°С и кратковременно до температуры 500 °С); водостокость (гидрофобность), не смачиваются водой, устойчивость к действию грибковой плесени; морозостойкость; плохая адгезия к большинству других материалов; низкая маслостойкость; достаточно высокая стоимость.

В зависимости от исходных веществ и технологии изготовления получают кремнийорганические пластмассы, клеи, лаки, компаунды.

Контрольные вопросы

1. Какие диэлектрики относятся к органическим?

2. Чем полимеризация отличается от поликонденсации?

3. Чем линейные полимеры отличаются от пространственных?

4. Отличие термопластичных материалов от термореактивных.

5. Перечислите способы полимеризации.

6. Какие группы полимеров относятся к синтетическим, полимеризационным?

7. Какие материалы составляют группу полимерных углеводородов?

8. Какие материалы входят в группу фторорганических полимеров?

9. Какие углеводородные полимеры полярны, какие неполярны?

10. Перечислите фторорганические полимеры.

11. Чем по свойствам фторопласт-4 отличается от фторопласта-3?

5.2.2. Поликонденсационные синтетические полимеры

В реакции поликонденсации участвуют не менее двух химичес­ких веществ. В результате образуются полимеры пространственной структуры, из которых получают прочные и теплостойкие термо­реактивные материалы. Продуктами поликонденсации являются: фенолформальдегидные, полиэфирные, эпоксидные и полиамидные смолы.