Полимерные углеводороды.

К ним относят полистирол, полипропилен, полиэтилен, поливинилхлорид (ПВХ), винипласти др.

Полистирол - твердый прозрачный материал, неполярный диэлектрик с высокими электроизоляционными свойствами. По способу получения полистирол делится на блочный и эмульсионный.

Полистирол обладает следующими свойствами: температура размягчения Т_аз = 110...120°С; теплостойкость по Мартенсу 78... ...80°С; низкая гигроскопичность; водостоек; малое значение тангенса угла диэлектрических потерь tg8; устойчив к воздействию нейтронов и j-лучей; не растворяется в спиртах, парафиновых углеводородах; стоек к действию щелочей и ряда кислот.

К недостаткам полистирола относят: хрупкость при пониженных температурах; склонность к старению с образованием трещин; растворимость в ароматических углеводородах (бензоле, толуоле), хлороформе, концентрированной кислоте; невысокую нагревостойкость.

Полистирол - один из лучших высокочастотных диэлектриков. Он применяется для изготовления каркасов индуктивных катушек, корпусов радиоприемников и телевизоров, плат переключателей, для изоляции кабелей и конденсаторов. Из блочного размягченного полистирола способом вытягивания получают электроизоляционные нити и гибкие полистирольные пленки. Детали из полистирола получают литьем под давлением, прессованием и механической обработкой.

Полиэтилен - твердый белый или светло-серый материал без запаха, неполярный диэлектрик, полученный в результате реакции полимеризации газа этилена:

Электроизоляционные свойства так же высоки, как и у полистиролов, но отличаются высокой стабильностью. В отличие от поли­стирола полиэтилены содержат значительное количество кристаллической фазы.

Полиэтилен обладает следующими свойствами: высокая морозостойкость (сохраняет гибкость при температуре -70°С); высокая влагостойкость, не гигроскопичен; устойчив к действию крепких кислот (кроме азотной), щелочей и многих растворителей; при комнатной температуре не растворим ни в одном растворителе; стоек к плесени; газонепроницаем; стоек к истиранию и вибрациям; в пламени горит и оплавляется; предельная рабочая температура 100°С (прочность начинает уменьшаться только при нагревании выше 60 °С).

К недостаткам полиэтилена относят: тепловое старение приводит к образованию трещин на поверхности изделий; при нагревании до температуры 80 °С и выше растворяется в ароматических и хлорированных углеводородах; под действием концентрированной серной кислоты чернеет, а в концентрированной азотной даже при комнатной температуре набухает; под воздействием тепла, ультрафиолетового излучения, кислорода воздуха стареет; в сильных электрических полях происходят структурные изменения, снижающие качество изоляции. Благодаря высоким электроизоляционным свойствам полиэтилен широко применяется как конструкционный материал для изготовления каркасов катушек, деталей, работающих в цепях высокой частоты. Полиэтиленовые пленки толщиной от 0,02 до 0,2 мм применяются при изготовлении кабелей и проводов. В микроэлектронике применяют полиэтиленовые трубы в качестве соединительных шлангов, в установках для очистки различных газов, а также трубопроводов для подачи и разлива особо чистой воды и для изготовления посуды для хранения, транспортировки жидких неорганических химикатов.

Одним из основных методов изготовления изделий из полиэти­лена является литье под давлением при температуре 150...180°С. Пластины, блоки, листы и стержни из полиэтилена легко поддаются механической обработке резанием, сверлением, фрезерованием на станках, применяемых для обработки металлов.

Полипропилен - линейный неполярный полимер, полученный полимеризацией газа пропилена аналогично полимеризации этилена низкого давления:

Он обладает такими же электроизоляционными свойствами, как полиэтилен.

Полипропилен имеет температуру размягчения 160...170°С (выше, чем у полиэтилена); повышенную температуру плавления Т_шдо 200 °С; водостойкость; хорошие механические свойства; более хорошую холодостойкость и гибкость, чем полиэтилен; эластичность (удлинение при разрыве 500...700%).

Полипропилен применяют как комбинированный бумажно-пленочный диэлектрик в силовых конденсаторах, как пленочный диэлектрик в обмоточных проводах. Полипропилен перерабатывается в изделия теми же способами, что и полиэтилен; его выпускают в виде порошка, гранул, из него могут быть получены пленки, волокна, ткани и фасонные изделия.

Поливинилхлорид (ПВХ) - белый мелкодисперсный по­рошок. Линейный полярный полимер. Вследствие полярного строения поливинилхлорид имеет пониженные электрические свойства по сравнению с неполярными, но удельное электрическое сопротивление почти не изменяется при повышении температуры до 90 °С. Поливинилхлорид не растворяется в воде, бензине, спирте; растворяется в дихлорэтане и метиленхлориде; набухает в ацетоне и бензоле.

При нагревании выше 140°С под действием света поливинилхлорид разлагается с выделением хлористого водорода. Выделяющийся газ вредно действует на организм человека и вызывает кор­розию аппаратуры.

Винипласт - твердый, не содержащий пластификатора полимер, который получают горячим прессованием порошкообразного или пленочного поливинилхлорида.

Винипласт обладает следующими свойствами: предельная рабо­чая температура 80 °С; устойчив к действию бензина, масел, спиртов, фенола; до температуры 40 °С устойчив к действию концентрированных кислот, щелочей, растворов солей, хлора; высокая прочность на удар; хорошая механическая прочность; низкая гигроскопичность; хорошие электроизоляционные свойства; низкая холодостойкость; низкая теплостойкость.

Пленки из винипласта применяют для изоляции водопогруженных электродвигателей. Свойства поливинилхлоридов можно изменять в широких пределах, вводя различные добавки: пластификаторы, стабилизаторы, наполнители, красители, получая пластикаты.

Поливинилхлоридный пластикат применяют для изготовления пленок, изоляционных лент, монтажных и телефонных проводов, трубок, в качестве специальных светотермостойких изоляционных и шланговых материалов. При воздействии электрической дуги поливинилхлорид выделяет большое количество газообразных продуктов, что способствует гашению дуги.

Полиметилметакрилат (оргстекло, плексиглас) - прозрачный бесцветный материал, полярный диэлектрик, который получают в результате полимеризации эфиров метакриловой кислоты.

Полиметилметакрилат имеет малую гигроскопичность, высокую химическую стойкость; легко сваривается в специальных устройствах при температуре 140... 150°С с применением давления на свариваемые поверхности 0,5... 1,0 МПа, склеиваетсяполярнымирастворителями.

Применяют органическое стекло для изготовления корпусов приборов, шкал, линз, а также в качестве дугогасящего материала, так как оно обладает свойством выделять при воздействии электрической дуги большое количество газов (СО, Н₂, СО₂, пары Н₂О).