10. Электроизоляционные пластмассы. Слоистые электроизоляционные пластмассы. Композиционные материалы. 

Пластические массы (пластмассы) представляют собой изделия, получаемые из прессовочных порошков, которые под воздействием температуры и давления размягчаются и приобретают свойства пластического течения. Чем больше текучесть пресс-порошка, тем более сложной формы можно получить пластмассовое изделие.

Видео об изготовлении текстолита, фенолоформальдегидных и ионообменных смол

В результате литьем или прессованием могут быть получены пластмассовые изделия различной формы (корпуса и основания электроизмерительных приборов, электрических аппаратов, кнопки, ручки, крышки и др.).

Некоторые пластмассы представляют собой чистые полимеры (например: поливинилхлорид, полиэтилены и др.) и называются ненаполненными пластмассами.

Связующие вещества − синтетические смолы (резольные, эпоксидные, кремнийорганические и др.), которые пропитывают наполнители и другие компоненты пластмасс, придают им пластичность и обеспечивают монолитность получаемым изделиям.

Связующими могут быть термопластичные или термореактивные вещества. В случае термопластичного связующего (поливинилхлорид и др.) пластмассовое изделие тоже будет термопластичным, т. е. при нагревании до определенной температуры оно начнет размягчаться. Термореактивные связующие (резольные, кремнийорганические и другие смолы) обеспечивают изделиям термореактивность − не размягчаемость изделий при нагревании.

В пластмассах неорганического состава (асбестоцемент, микалекс и др.) в качестве связующих применяют портландцемент, стекло и другие неорганические связующие.

Наполнители − порошкообразные или волокнистые вещества, повышающие механическую прочность и уменьшающие объемную усадку изготовляемых пластмассовых изделий. Волокнистые наполнители (стеклянные, асбестовые и хлопковые волокна) значительно увеличивают механическую прочность пластмасс. Неорганические наполнители (кварцевый и слюдяной порошки, стеклянное волокно) повышают коэффициент теплопроводности пластмасс и увеличивают их нагревостойкость. В пластмассах содержится до 40-60 % наполнителей.

Пластификаторы − густые маслообразные синтетические жидкости, вводимые в пластмассы для понижения их хрупкости и повышения холодостойкости.

Стабилизаторы − вещества, вводимые в пластмассы для повышения их стойкости к свету и нагреву.

Смазывающие вещества (стеарин, олеиновая кислота) вводят в пластмассы для лучшего отделения отпрессованных изделий от поверхностей стальных пресс-форм.

Отвердители − вещества, вводимые в некоторые пластмассы для ускорения их отвердевания. Основой процесса отвердевания являются реакции полимеризации и поликонденсации.

Красители − вещества, придающие пластмассовым изделиям равномерную окраску. Красители вводят как для придания пластмассовым изделиям декоративного вида, так и для повышения их стойкости к свету.

Порообразователи − вещества, которые при нагревании выделяют большое количество газов, создающих пористую структуру пластмассовых изделий.

Выбирая состав и количество компонентов пластмассы, можно получить изделия с теми или иными механическими, тепловыми и диэлектрическими свойствами.

По назначению пластмассы делятся на конструкционные (корпуса приборов, рукоятки, щеткодержатели и др.), электроизоляционные (каркасы катушек, панели, латы и т.п.), специальные (магнитодиэлектрики, полупроводники).

По виду наполнителя пластмассы подразделяются на порошковые (пресс-порошки) и волокнистые.

Слоистые пластмассы

Слоистые пластмассы − это материалы, состоящие из чередующихся слоев листового наполнителя (бумага, хлопчатобумажная или стеклянная ткань) и связующего вещества.

Гетинакс − листовой слоистый материал, в котором наполнителем являются листы пропитанной бумаги толщиной 0,10—0,12 мм. Процесс производства гетинакса заключается в пропитке бумаги бакелитовыми лаками и последующей резке ее на листы определенных размеров.

Листы пропитанной лаком бумаги после сушки собирают в пакеты определенной массы соответственно толщине прессуемого изделия. Собранные пакеты прессуют между нагретыми (до 160 °С) стальными плитами гидравлических прессов. При горячем прессовании расплавленная смола склеивает пропитанные листы бумаги и переходит в неплавкое состояние.

Следует учитывать, что дугостойкость  гетинакса невысока и после нескольких искровых разрядов на его поверхности остается науглероженный след,

Текстолит отличается от гетинакса тем, что наполнителем в нем является хлопчатобумажная ткань. Производство текстолита существенно не отличается от производства гетинакса. Текстолит марок А, Б и Г выпускается на основе бязи и миткаля и марки ВЧ (для высоких частот) − на основе шифона.

Электрические характеристики текстолита по сравнению с гетинаксом несколько ниже, однако он имеет более высокое сопротивление раскалыванию (вдоль слоев) и ударную вязкость, доходящую до 12— 18 кДж/м². Кроме того, он легче поддается механической обработке, но значительно дороже гетинакса.

Текстолит обладает низкой дугостойкостью, так как его связующее − бакелитовая смола − под действием электрических искр легко науглероживается.

Стеклотекстолит отличается от текстолита тем, что наполнителем в нем является электроизоляционная бесщелочная стеклянная ткань. Он обладает повышенной влагостойкостью и нагревостойкостью и лучшими электрическими и механическими характеристиками, чем текстолит и гетинакс, но хуже обрабатывается.

Все слоистые изоляционные пластмассы обладают значительным  водопоглощением: от 2 до 8 % (за 24 ч). Поэтому для придания этим материалам после механической обработки водостойкости, вскрытые режущим инструментом поверхности следует покрывать соответствующим лаком (бакелитовым, эпоксидным и др.) с последующей запечкой при оптимальной температуре.