Гетинаксы, текстолиты, асбопластики. Пластмассы на основе бумаги (гетинаксы) применяют в качестве электроизоляционного материала, работающего длительно при температурах от –65 до +105 °С, а также как конструкционный и декоративный материал. Для гетинаксов электротехнических марок применяют сульфатную изоляционную пропиточную бумагу; для электротехнического светопроницаемого гетинакса – сульфитно-тряпичную бумагу; в декоративных пластиках наряду с сульфатной бумагой для лицевых декоративных слоев используют в основном бумагу на основе сульфит-целлюлозы. В качестве связующих применяют резольные феноло- и крезолоформальдегидные смолы, анилинофенолоформальдегидные, эпоксидно-фенольные, мочевино- и меламиноформальдегидные смолы.
Пластмассы на основе бумаги обладают довольно высокой механической прочностью и хорошими электроизоляционными свойствами, которые определяются типом связующего, его содержанием в пластмассе и технологией изготовления материала. Так как механические свойства бумаги неодинаковы в разных направлениях, то пластмассы на их основе обладают анизотропией свойств (табл. 5.46).
|
Таблица 5.46 |
Основные свойства гетинаксов |
|
|
|
Показатель |
Величина |
|
|
Плотность, г/см3 |
1,21 |
Временное сопротивление при растяжении, МПа: |
|
вдоль слоев наполнителя |
Не ниже 160 |
поперек слоев наполнителя |
Не ниже 105 |
|
|
Модуль упругости при растяжении, МПа: |
|
вдоль слоев наполнителя |
18000 |
поперек слоев наполнителя |
10800 |
Усталостная прочность при 107 циклов нагружения, МПа: |
|
при изгибе |
35–49 |
при растяжении–сжатии |
58 |
Теплостойкость по Мартенсу, °С |
150–180 |
Коэффициент линейного расширения |
20 10–6 |
256
Физико-механические и электроизоляционные свойства пластмасс на основе бумаги в значительной степени зависят от условий эксплуатации (температуры, влажности, агрессивности среды). С повышением температуры от –60 до +105 °С пределы прочности при растяжении, сжатии и изгибе снижаются, а удельная ударная вязкость растет (рис. 5.15). Длительное пребывание в ус-ловиях повышенной влажности и воды ухудшает механические и электроизоляционные свойства гетинаксов.
Рис. 5.15. Изменение механических свойств гетинакса
взависимости от температуры:
1– временное сопротивление при растяжении; 2 – при сжатии; 3 – при изгибе; 4 – удельная ударная вязкость
Одним из направлений применения фенолоформальдегидных смол (связующих) является фольгированный гетинакс (на основе электроизоляционной пропиточной бумаги).
Фольгированные материалы, облицованные медной электролитической оксидированной фольгой, предназначены для изготовления одно- и двусторонних печатных плат химическим методом, а медной электролитической гальваностойкой фольгой – для изготовления одно- и двусторонних печатных плат химическим и комбинированным методами. Характеристика гетинаксов различных марок приведена в табл. 5.47.
257
Таблица 5.47
|
Характеристика гетинаксов |
|
|
Марка |
Облицовка |
|
|
ГФ-1-35 |
С одной стороны медной оксидированной фольгой |
|
толщиной 35 мкм |
|
|
ГФ-1-35Г |
С одной стороны гальваностойкой фольгой толщиной 35 мкм |
|
|
ГФ-2-35 |
С двух сторон медной оксидированной фольгой |
|
толщиной 35 мкм |
|
|
ГФ-2-35Г |
С двух сторон гальваностойкой фольгой толщиной 35 мкм |
|
|
ГФ-1-50 |
С одной стороны медной оксидированной фольгой |
|
толщиной 50 мкм |
|
|
ГФ-1-50Г |
С одной стороны гальваностойкой фольгой толщиной 50 мкм |
|
|
ГФ-2-50 |
С двух сторон медной оксидированной фольгой |
|
толщиной 50 мкм |
|
|
ГФ-2-50Г |
С двух сторон гальваностойкой фольгой толщиной 50 мкм |
|
|
Текстолитами называются пластмассы на основе тканевых материалов. Для их производства применяют в основном хлопчатобумажные (шифон, миткаль, бязь, нанка) ткани; значительно реже – льняные и синтетические материалы.
Качество текстолита зависит от веса используемой ткани. Легкие ткани (до 150 г/м2) хорошо пропитываются, что позволяет получать материалы с высокими механическими и диэлектрическими свойствами; текстолит на тканях среднего веса (до 300 г/м2) и тяжелых (свыше 300 г/м2) обладает соответственно более низкими свойствами.
Текстолит выпускают в листах толщиной до 8 мм и в плитах толщиной более 8 мм, а также в виде стержней и трубок. Промышленность изготавливает текстолит следующего назначения: поделочный, электротехнический, металлургический и специального назначения. Текстолит применяется также в качестве электроизоляционного материала для длительной работы при температуре от –65 до +105 °С, при относительной влажности окружающей среды (65 ± 15) % при (20 ± 5) °С. Некоторые свойства поделочного текстолита приведены в табл. 5.48.
258
|
Таблица 5.48 |
Основные свойства текстолита |
|
|
|
Показатель |
Величина |
|
|
Плотность, г/см3 |
1,3–1,4 |
Временное сопротивление, МПа: |
|
при растяжении |
Не менее 100 |
при изгибе |
Не менее 160 |
Удельная ударная вязкость, Дж/см2 |
Не менее 350 |
Водопоглощение, % |
Не более 0,8 |
|
|
Усталостная прочность при симметричном цикле, МПа |
20 |
|
|
Модуль упругости при растяжении, МПа |
10 000 |
Теплостойкость по Мартенсу, °С |
Не менее 125 |
|
|
Коэффициент линейного расширения |
(3,3…4,1) 10–6 |
Асбопластики – асботекстолит и асбогетинакс (асболит) – слоистые прессованные материалы, состоящие соответственно из слоев асбестовой ткани или асбестовой бумаги, пропитанных раствором синтетической смолы (табл. 5.49).
Таблица 5.49
Физико-механические свойства асбопластиков
|
Пластмассы на основе смол |
||
Показатели |
фенолофор- |
мелами- |
кремний- |
|
мальдегидной |
новой |
органической |
|
|
|
|
Плотность, г/см3 |
1,4–1,8 |
1,7–1,85 |
1,7–1,8 |
Водопоглощение, % |
0,4–3,0 |
0,4–5,0 |
0,2–2,0 |
|
|
|
|
Временное сопротивление |
|
|
|
при растяжении, МПа: |
|
|
|
вдоль основы |
40–90 |
45–84 |
40–45 |
поперек основы |
40–85 |
– |
– |
|
|
|
|
Временное сопротивление |
|
|
|
при изгибе, МПа: |
|
|
|
вдоль основы |
70–245 |
115–168 |
85 |
поперек основы |
70–95 |
– |
– |
|
|
|
|
Теплостойкость по Мартенсу, °С |
200–250 |
100–200 |
300 |
|
|
|
|
259
Асботекстолит изготавливают в виде плит и листов различной толщины из асбестовой ткани на основе хризолитового асбестового волокна, на фенолоформальдегидных, реже – меламиновой и кремнийорганической смолах (см. табл. 5.49). Содержание смолы в пропитанной асбестовой ткани составляет 38–43 %. Из пропитанной смолами асбестовой ткани формуют также сложные асботекстолитовые изделия.
В качестве термоизоляционного материала для изделий, работающих кратковременно при высоких температурах, используют асботекстолитовые плиты толщиной 100 мм и разме-
ром 2400 1400 мм.
Электроизоляционный асботекстолит и асбогетинакс применяют для изготовления клиньев и распорок в роторах турбогенераторов и других деталей, которые должны иметь хорошие теплостойкость и механические свойства при относительно невысоких электрических показателях.
Электроизоляционный асботекстолит выпускают листами размером (965 ± 35) (1465 ± 35) мм и толщиной 6–60 мм.
Основную массу деталей из асботекстолита и асбогетинакса изготавливают путем механической обработки. Используя пропитанную асбестовую ткань, методом вакуумного или автоклавного формования получают крупногабаритные асботекстолитовые изделия. В этом случае наиболее широко применяют жидкие связующие, не содержащие или содержащие небольшое количество растворителя (например, жидкий бакелит и др.).
Крупногабаритные асботекстолитовые изделия находят широкое применение в качестве теплозащиты и теплоизоляции различных элементов конструкций, работающих длительно при 200–250 °С, ограниченно (1–4 ч) при 250–500 °С и кратковременно при 3000 °С и выше.
Листовые и слоистые стеклопластики охватывают группу стеклотекстолитов, ориентированных стеклопластиков и пластиков на основе холстов или матов. Стеклотекстолиты – слоистые пластики на основе тканых стекловолокнистых материалов (обычные и жгутовые стеклоткани, из крученых нитей) и синтетических смол (полиэфирные, эпоксидные, фенолоформальдегидные, кремнийорганические и их модификации).
260