Виды диэлектриков

полипропилен- полимер пропилена (Н₂С=СН-СН₃). Полипропилен имеет плотность 0,90- 0,91 Мг/м³, весьма эластичен (удлинение при разрыве 500-700%), у него высокая температура плавления: 160-170°С, обусловленная его стереорегулярной структурой, длительная нагревостойкость около 105°С. электроизоляционные свойства полипропилена такого же порядка, как и полиэтилена.

Полиизобутилен- полимер изобутилена (Н₂С=С (СН₃)₂) . высокомолекулярный полиизобутилен - каучукоподобное вещество, обладающее значительной липкостью. Он обладает хорошей хладостойкостью (сохраняет эластичность - 80°С). Плотность полиизобутилена 0,91- 0,93 Мг/м³; по химической стойкости он близок к полиэтилену и полипропилену. Для увлечения твердости полиизобутилен часто смешивают с другими полимерами, например, полиэтиленом, или же в полиизобулилен вводят наполнители. Полиизобутилен обладает чрезвычайно малой влагопроницаемостью.

Полистирол. Он получается полимеризацией стирола, в свою очередь получаемого путем синтеза, а также в качестве побочного продукта при сухой перегонке каменного угля. Недостатками его являются хрупкость при пониженных температурах, склонность к постепенному образованию поверхностных трещин, малая стойкость к действию растворителей и невысокая нагревостойкость.

Поливинилхлорид - твердый продукт полимеризации газообразного мономера- винилхлорида, представляющего собой этилен, в молекуле которого 1 атом Н замещен атомом С (винилом называется остаток Н₂С=СН-).

вследствие асимметрии строения поливинилхлорид  является полярным диэлектриком и имеет  пониженные свойства по сравнению с неполярным полимерами. влажность слабо сказывается на удельном сопротивлении. поливинилхлорида ( его ρ даже при 90%-ной влажности воздуха выше 5 10¹³ Ом м), но заметнее влияет на ρ_л . поливинилхлорид стоек к действию воды, щелочей, разбавленных кислот, масел, бензина с спирта. Он широко используется в технику и в быту для изготовления пластмасс и резинообразных продуктов, в  частности для изготовления оболочек, защитных кабелей и т.п.

Поливиниловый спирт может рассматриваться как полимер гипотетического винилового спирта Н₂С=СН-ОН. поливиниловый спирт сам по себе почти не нашел применения в электрической изоляции из-за слишком сильно выраженных дипольных свойств высокого tgδ и растворимости в воде. Он служит исходным продуктом для синтеза смол.

Поливинилакрилаты - полимеры эфиров акриловой и метакриловой кислот. Полиарилаты имеют хорошую холодо-, масло - и щелоче - стойкость. В зависимости от вида спиртового остатка в молекуле мономера они могут иметь различные механические свойства - прочность, твердость, эластичность. Этот прозрачный бесцветный материал широко применяется как конструкционный. Свойство выделять при воздействии электрической дуги большое количество газов придает ему качество дугогасящего материала.

Фторорганические  полимеры. Фторорганические смолы могут быть как нейтральными, так и полярными. Фтор входит в состав газов, имеющих высокую электрическую прочность. Особо важен для электроэнергетики политетрафторэтилен (F₂С=СF₃) , или фторлон-4. он неполярен, обладает чрезвычайно высокой для органического вещества нагревостойкостью (порядка +250°С), исключительно химически стоек (на него не действуют соляная, серная, азотная и плавиковая кислоты, щелочи), совершенно негорюч, практически абсолютно не гигроскопичен и не смачивается водой и другими жидкостями. Фторолон-4- белый или сероватый полупрозрачный материал; плотность 2,1- 2,3 Мг/м³; материал сравнительно мягок и обладает склонностью к хладотекучести; предел прочности при растяжении 14-25 МПа, предел прочности при изгибе 11-14 МПа. По электроизоляционным свойствам фторлон-4 принадлежит к лучшим из известных диэлектриков: диапазон частот от 50 до 10¹⁰Гц составляет 1,9-2,2; tg δ от 0,0001 до 0,0003; сохраняет гибкость при температуре ниже - 80°С. широкому внедрению фторлона препятствует его высокая стоимость и сложность технологии.

Еще одним важным элементом является политрифторхлорэтилен (фторлон-3)- полимер трифторхлорэтилена. фторлон-3 обладает следующими свойствами: плотность 2,14 Мг/м³; предел прочности при растяжении 30-40 МПа; относительное удлинение перед разрывом 125-200%; предел прочности при изгибе 60-80 МПа; Е изменяется от 3,3-10¹¹ Ом м; температура разложения +300°С; химическая стойкость весьма высока; радиационная стойкость высокая. Технология изготовления фторлона весьма проста.

Гетероцепные термопластичные  смолы. Полиамидные смолы имеют цепочечные молекулы. Они обладают весьма высокой механической прочностью и эластичностью, растворимы лишь в ограниченном числе растворителей. Полиамиды широко применяются для изготовления синтетических волокон, гибких пленок и пластмасс. Они обладают относительно высокой гигроскопичностью, легкой деформируемостью при повышенных температурах, малой радиационной стойкостью и низкой светостойкостью.

полиуретаны - линейные полимеры, сочетающие свойства полиамидов и полиэфиров. Их используют в основном для изготовления эмалированных проводов. Такие провода более нагревостойки, чем провода с изоляцией на поливинилацеталевых лаках. Недостатком эмалированных проводов является склонность к размягчению эмалевой пленки при повышенных температурах (начиная примерно со 150°С).

полиамиды выпускаются в виде лаков, пленок и пластмасс. Они принадлежат к числу наиболее нагревостойких органических полимеров: их длительная рабочая температура 200-250°С, кратковременная - до 500°С. полиамиды имеют свойства, промежуточные между свойствами полиамидов и полиимидов.

Фенолформальдегидные  смолы могут быть представлены как термореактивными, так и термопластичными. Если в реакции смолообразования 1 моль фенола приходится не менее одного моля формальдегида, получается термореактивная смола (бакелит). Бакелит в стадии А обладает плавкостью (температура размягчения 55- 80°С) и легко растворяется в спирте и ацетоне. Бакелит в стадии С (в которой находится в готовой, работающей изоляции) обладает высокой механической прочностью, мало эластичен, имеет наклонность к тренингу (образованию на его поверхности проводящих электрический ток следов). Бакелит применяют для пропитки дерева и других материалов, при изготовлении пластмасс, в том числе и слоистых - гетинакса, текстолита и др.

Новолак - термопластичная смола, сохраняющая после нагрева плавкость и растворимость. Он широко применяется для изготовления пластмасс (пресспорошков).

Анилиноформальдегидные смолы - вещество, образующиеся при реакции с формальдегидом аналина Н₅С₆-ΝН_2. они менее гигроскопичны благодаря замене группы - ОН менее полярной группой - КН₂.

Карбамидоформальдегидные и меламиноформальдегидные  смолы изготавливают посредством поликонденсации формальдегида с карбамидом (ΝН₂)₂СО, меланином С₃Н₆Ν₆ и их производными. Эти смолы обладают сравнительно высокой трекингостойкостью и клеящей способностью. Используются для изготовления пластмасс, лаков, клеев и т.п.

Полиэфирные смолы- продукты поликонденсации различных спиртов и кислот.

Глифталевые смолы, которые получаются поликонденсацией трехатомного спирта- глицерина НО-СН₂-СНОН-СН₂-ОН и фталевого андегрида. преимущества глифталя перед бакелитом являются более высокие эластичность, клейкость, стойкость к тепловому старению и тригоностойкость.

полиэтилентерефтаталат - термопластичный полимер, получаемый поликонденсацией гликоля НО-СН₂-СН₂-ОН и терефталевой кислоты НООС-С₆Н₄-СООН. полиэтилентерефталат имеет значительную механическую прочность и высокую температуру размягчения (примерно 260°С). Он применяется при изготовлении синтетических волокон, гибких пленок и для других целей. Он производится под названием лавсан. При повышенных температурах полиэтилентерефталат на воздухе заметно окисляется, поэтому обработка размягченного нагревом материала должна производиться в атмосфере химически нейтрального газа (азота).

Поликарбонаты- полиэфиры угольной кислоты. Они обладают высокими механическими свойствами и применяются для изготовления пленник, в качестве связующего для стеклотекстолита, для производства литых изделий и т.п.

Полиэфиракрилаты марок МГФ-1, МДФ-1, МДФ-2, МГФ-9, ОЭАК-1 и др. получаются из фталевого андигрида, этиленгликоля, метакриловой кислоты и т.п. они  обладают малой вязкостью при нормальной температуре, что особенно удобно для целей пропитки и заливки на холоде.

Кремнийорганические смолы (полиорганосилоксаны, силиконы). В их состав помимо углерода. С входит кремний, являющийся одной из важнейших составных частей многих неорганических диэлектриков: слюды, асбеста, ряда стекол, керамических материалов и пр. основу строения их молекул составляют силоксанная группировка чередующихся атомов кремния и кислорода.

кремнийорганические полимеры используются в лаках, компаундах, пластмассах. Некоторые из них весьма эластичны. Электроизоляционные свойства кремнийорганических соединений высоки даже при повышенных температурах. Также они обладают весьма малой гигроскопичностью и практически не смачиваются водой. Покрытие этими соединениями целлюлозных материалов, пластмасс, керамики создает гидрофобизацию обрабатываемых материалов. Однако кремнийорганические материалы очень дороги, к тому же они имеют, как правило, низкую механическую прочность, обладают плохой адгезией к большинству других материалов и мало маслостойкие.

Эфиры целлюлозы - это искусственные полимеры, получаемые путем химической переработки природного полимера- целлюлозы. При изготовлении эфиров целлюлозы атомы водорода в этих группах заменяются различными группами атомов.

нитроцеллюлоза - сложный эфир, в котором атомы водорода заменяются нитрогруппами -ΝО₂; ацетилцеллюлоза - сложный эфир, в котором атомы водорода заменяются остатками уксусной кислоты - СО - СН₃. нитроцеллюлоза весьма горюча, даже взрывоопасна. Ацетилцеллюлоза значительно меньше огнеопасна. Этилцеллюлоза и бензилцеллюлоза - простые эфиры, имеют высокие электроизоляционные свойства и хорошую хладостойкость.

По сравнению с природной целлюлозой ее эфиры имеют то преимущество, что они являются термопластичными материалами и обладают плавкостью и способностью растворятся в соответствующих растворителях, а потому удобны для переработки. Эфиры целлюлозы широко используются для изготовления искусственных текстильных волокон, пленок, лаков, пластмасс. Кроме того, благодаря замене сильнополярных гидроксильных групп менее полярными, эфиры целлюлозы имеют повышенные электрические свойства и меньшую гигроскопичность по сравнению с природной целлюлозой. Общим недостатком эфиров целлюлозы является низкая нагревостойкость.

В таблице1 представлены свойства некоторых синтетических смол.

                                                                                                                                         Таблица 1.

Свойства систетических  смол