Материал: 1789
Практическая работа № 6
Эластомеры (эластичные полимеры) — полимеры со свойствами эластичности. Эластомерами называют материалы, обладающие специфическими механическими свойствами эластичной деформации под нагрузкой, после которой они возвращаются в первоначальное состояние без повреждений и сохранения элементов постоянной деформации. Бытовое на-
Сзвание эластомеров — резины.
ПОЛИВИНИЛХЛОРИД (PVC)
PVC — пол в н лхлорид. В России обозначается буквами ПВХ, в
приборов.
готавливаютостальном м ре — PVC. Поливинилхлорид — линейный термопластичный пол мер в н лхлор да. Из поливинилхлорида преимущественно из-
внешнюю золяцию проводов и корпуса электротехнических
Пол в нблхлор д устойчив к влаге, кислотам, щелочам, растворам солей, промышленным газам, ГСМ, спиртам. Частично растворяется в ке-
тонах, сложных эф рах, хлорированных углеводородах.
Термоуcадочные тру ки изготавливаются как из жесткого, так и из мягкого пол в н лхлор да и используются для низковольтной электрической изоляции и в декоративных целях. Трубки из жесткого поливинилхлорида изготавливают в виде тонкостенных цветных пленок и применяют для стягивания электрохимических элементов, конденсаторов, аккуму-
ляторов в батарейные локи и как альтернативу окрашиванию изделий. |
||||
|
Д |
|||
Температура стеклования поливинилхлорида: 75–80 °C, а темпера- |
||||
тура растрескивания находитсяАв пределах -20°С для жесткого и -30°С для |
||||
мягкого PVC, поэтому такие трубки не годятся для работы при высоких и |
||||
низких температурах, зато дешевы. |
|
Имеет |
||
ПОЛИЭТИЛЕНТЕРЕФТАЛАТ |
||||
|
|
|||
Этот недорогой полимер — сложный полиэфир терефталевой кисло- |
||||
ты. В России известен под названием лавсан или полиэстер. з него дела- |
||||
ют пластиковые бутылки и синтетические ткани. |
хорошую физиче- |
|||
скую и химическую стойкость, прочность. Из полиэстера изготавливают сверхтонкостенные термоуcадочные трубки, которые поставляются в плоском виде. Трубки из PET — замена трубкам из жесткого поливинилхлорида для защитного покрытия оборудования, стягивания батарей гальванических элементов, аккумуляторов, конденсаторов, катушек индуктивности и механической защиты радиоэлектронных компонентов. Могут использоваться как замена окрашиванию при маркировке изделий. Диапазон рабочих температур от -40°С до +130°С, хотя непосредственно сам полимер выдерживает температуру до +170°С.
41
Технические жидкости и полимеры
ФТОРПОЛИМЕРЫ
Полимеры с содержанием фтора применяются для специфических
задач из-за уникальных физических и химических свойств. Эти же свойства осложняют технологическую обработку этих материалов. Перечислим самые востребованные фторполимеры.
Сческие матер алы благородные металлы. Не разрушается под действием щелочей, к слот, ГСМ даже смеси азотной и соляной кислот. Разрушается расплавами щелочных металлов, фтором и трифторидом хлора. В высшей степени термо-, морозоатмосферостойкий, негорючий матери-
PTFE — ПОЛИТЕТРАФТОРЭТИЛЕН
PTFE по х м ческой стойкости превышает все известные синтети-
ал с очень высокой электрической прочностью и ценным комплексом дру- |
|
гих физическ х свойств. Не смачивается водой. |
|
зготавливаютИз PTFE |
термо- и химически стойкие |
термоуcадочные тру ки для целей, определяемых свойствами материала. |
|
Диапазон рабоч х температур от -60°С до +270°С, температура усадки от |
|
+350°С до +370°С. Применяют термоуcадочные трубки из фторопласта |
|
б |
|
для изготовления ла ораторного оборудования, прецизионных инстру- |
|
ментов и приборов, ра отающих в неблагоприятных и агрессивных средах |
|
(в том числе в ГСМ), в авиакосмической отрасли, автомобильной, элек- |
|
тротехнической и других областях промышленности. Трубки из PTFE |
|
прозрачны, с характернымАголубоватым отливом. Трубки не очень эла- |
|
стичны и сравнимы по этому параметру с PVDF. Из минусов трубок PTFE |
|
отметим дороговизну из-за стоимости материала и технологических сложностей изготовления, а также хладотекучесть и невысокую стойкость
к радиационному облучению. |
Д |
|
|
|
И |
PVDF — ПОЛИВИНИЛИДЕНФТОРИД
Свойства PVDF схожи со свойствами PTFE: химическая инертность и стойкостью к кислотам, щелочам, растворителям, ГСМ и другим агрессивным агентам. Хорошо сопротивляется горению, почти не выделяет дыма при нахождении в пламени. Обладает очень хорошей механической прочностью. Выдерживает высокие температуры до +175°С, а некоторые его модификации — даже до +190°С. Не так хорошо, как PTFE, но лучше полиолефинов.
Трубки из PVDF могут применяться в качестве путепроводов для активных химических реагентов в химической промышленности. По срав-
42
Практическая работа № 6
нению с другими фторполимерами PVDF относительно дешев и проще поддается обработке, хотя он все равно дороже полиолефинов.
FEP — ФТОРЭТИЛЕНПРОПИЛЕН (ФТОРОПЛАСТ-4МБ)
ополимер гексафторпропилена, FEP мягче, чем PTFE, и размягчается при +260–280°C. Он прозрачен и устойчив к ультрафиолетовому излучению. Химические и физические свойства сходны с PTFE, но FEP несколько проще поддается формованию. Имеет температуру плавления и рабочую температуру чуть меньшую, чем PTFE и FPA. Трубки из этого
полимера |
редки |
пр меняются при разработке высокотехнологичных |
приборов |
здел й. |
|
С |
|
|
PFA — ПЕРФТОРАЛКОКСИ (ФТОРОПЛАСТ-50)
Фторпол мер со свойствами, схожими с PTFE. Обладает прекрасной
стойкостью, низким коэффициентом трения и другими харак- |
|
химическойтерист ками, как у PTFE. Температура плавления +300–315°C. |
|
б |
|
А |
|
Силиконовые трубки |
Трубки из материала FEP |
СИЛИКОНЫ Д
Силиконы (от лат. Silicium — кремний) — группа органических веществ сложного строения, в составе которых присутствует кремний. Силиконы бывают жидкими (силиконовое масло), резиноподобными и твердыми, как пластик. Термоуcадочные трубки изготавливают из резинопо-
добного силикона. |
И |
|
|
Преимущества силиконовых резин: гибкость, электрическая проч- |
|
ность, химическая инертность, нетоксичность, диапазон рабочих темпера- |
|
тур.
Из силиконовой резины изготавливают изоляционные трубки высокой электрической прочности. Технология сшивки силикона сложнее, чем обработка полиолефина. Кроме того, силиконовая резина — дорогой полимер. Использование таких трубок ограничено специфическими сферами
43
Технические жидкости и полимеры
применения, где требуются уникальные свойства силиконовой резины: неизменность и повышенная теплостойкость. По этим свойствам силикон близок к эластомерам. Коэффициент усадки силиконовых трубок редко превышает 1,5:1.
ЭТИЛЕН-ПРОПИЛЕН-ДИЕНОВАЯ РЕЗИНА (EPDM)
Преимущества EPDM (Ethylene Propylene Diene Monomer rubber):
водостойкостью, устойч востью к озону, стойкостью к нагреву и охлаждению. Матер ал долго не изнашивается, не токсичен, не аллергичен, не
|
пылит и не выделяет в атмосферу вредных веществ. EPDM имеет высокую |
||||||
|
электрическую прочность, близкую по значению к силиконовой резине. |
||||||
С |
|
из EPDM, как правило, черные, шерохова- |
|||||
|
Термоусадочные тру |
||||||
|
тые, стойк е к повышенным температурам изделия. Коэффициент усадки |
||||||
|
термоуcадочных тру ок з EPDM невысок, составляет (1,5...1,7):1. |
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Характер ст ка |
|
|
Минимальное |
|
Максимальное |
|
|
ки |
|
значение |
|
значение |
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
Коэффициент усадки |
|
|
|
|
|
|
|
(отношение внутренних |
|
|
2/1 |
|
5/1 |
|
|
диаметров до/после усадки) |
|
|
|
|
|
|
|
б |
|
|
|
|||
|
Рабочие температуры, Со |
|
|
-75 |
|
+260 |
|
|
Диаметр до усадки, мм |
|
|
0,86 |
|
250,00 |
|
|
Толщина стенок до усадки, мм |
|
0,07 |
|
5,00 |
|
|
|
Усадка по длине, % |
|
|
5 |
|
10 |
|
|
Температуры термоусаживания, |
|
80 |
|
350 |
|
|
|
Со |
А |
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Разрушающее механическое на- |
|
|
|
|
|
|
|
пряжение при |
|
|
10 |
|
45 |
|
|
растяжении, МПа |
|
|
|
|
|
|
|
Напряжение на пробой, кВ/мм |
|
6,0 |
|
40,0 |
|
|
|
|
|
|
Д |
|
||
ТЕРМОУСАДОЧНЫЕ ПРОДУКТЫ И
Существует более пятидесяти типов термоусадочных трубок и изделий для автомобилестроения — с рабочими температурами до 260°С, устойчивых к топливу и маслам, негорючих, с подавлением горения и не выделяющие галогенов при горении, цветные, трубки с внутренним клеевым слоем и большое количество специальных изделий для автомобильной промышленности.
Основные материалы применяемые для изготовления термоусадочных трубок и изделий:
•поливинилхлорид — мягкий и жесткий
•модифицированный полиэтилен
44
Практическая работа № 6
•модифицированный полиолефин
•модифицированный эластомер
•флюорополимеры
•тефлон
С |
ПРИМЕРЫ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ. |
|
|
|
|
|
|
ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ ИЗОЛЯЦИЯ. ЗАЩИТА |
амое |
звестное применение термоусадочных трубок — электро- |
|
изоляция |
механ ческая защита мест соединений проводов, контактов, |
|
Преимуществавыводов, а также элементов приборов: стартеров, генераторов, электро-
двигателей. Благодаря своим высоким диэлектрическим характеристикам и большому кол честву т поразмеров (диаметров) использование трубки
позволяет защ щать лю ой провод или жгут в транспортном средстве. спользования термоусадочной трубки для этих целей пе-
ред друг ми спосо ами золяции и защитыкембриками, |
изолентами и |
|
т.п. заключаются |
следующем: |
|
• плотное |
е защищаемого участка — исключено смещение |
|
изоляции даже при механ ческом воздействии |
|
|
• дополнительная механическая прочности места изоляции |
|
|
облеган |
|
|
• низкая трудоемкость при установке |
|
|
• долговечность |
|
|
• маркировка цветом — использование цветных трубок |
|
|
• возможность нанесения маркировки до установки — термотиснение, |
||
термотрансферный принтерА, каплеструйный принтер. |
|
|
ГЕРМЕТИЗАЦИЯ МЕСТ СОЕ ИНЕН Й |
РАЗЪЕМОВ |
|
Все производители автомобилей стремятся улучшить рабочие харак- |
||
|
Д |
|
теристики электрических систем, в том числе и систем герметизации разъ- |
||
емов и мест соединений проводов, особенно для перспективных моделей |
||
автомобилей |
И |
|
Применение термоусаживаемых трубок с термопластичным клеевым слоем, нанесенным на внутреннюю поверхность трубки и высоким коэффициентом усадки. Отрезок трубки легко одевается на заднюю сторону разъема или место соединения (спайки) проводов, затем под воздействием контролируемого нагревания надежно сжимается на месте. В зависимости от размеров разъема и диаметров входящих в него проводов используются трубки с различными коэффициентами усадки. Для надежной герметизации перехода "провод-разъем" специально разработаны и выпускаются
45