Orientación continua sobre materiales eléctricos. En esta parte, continuamos desmontando dieléctricos que son completamente sintéticos en origen. Es decir, todos los plásticos conocidos. En esta parte: carbolita, getinaks, textolita.
Bienvenido a Cat (TRAFFIC)
Los materiales naturales disponibles se han utilizado ampliamente, pero con el desarrollo de la tecnología se ha vuelto cada vez más evidente que los materiales naturales son a veces una mierda completa. Una amplia gama de propiedades, susceptibilidad a la descomposición, dificultad en la minería, por lo tanto, la búsqueda de sustitutos artificiales ha sido y está en curso todo el tiempo. La aparición de materiales sintéticos es una revolución no solo técnica, sino también económica, política. Ya no necesita colonias para cubrir sus necesidades de caucho. Equipar a tu soldado se ha vuelto más fácil varias veces. Esta sección contiene materiales obtenidos desde cero, y no un intento de mejorar los naturales, como en la sección anterior.
Muchos de estos materiales son polímeros, materiales con moléculas largas que consisten en ladrillos simples del mismo tipo, monómeros. Los polímeros se pueden dividir en dos grandes grupos de acuerdo con su comportamiento durante el calentamiento, estos son termoplásticos y termoestables. Los termoplásticos se derriten cuando se calientan, los termoestables se descomponen cuando se calientan.
En consecuencia, la montaña de viejos juguetes de plástico de termoplásticos puede fundirse en un nuevo producto, y la montaña de viejos productos de termoestables no puede procesarse así.
El polímero puede consistir en un monómero puro y también puede contener un copolímero que está incrustado en la estructura de la molécula. Por ejemplo, hay dos monómeros: A y B. La molécula de polímero de A puro se verá así:
...- A-A-A-A-A-A-A-A-A-A-A-A- ...
La molécula de polímero de los copolímeros A y B puede verse así:
...- A-B-A-B-A-B-A-B-A-B-A-B- ...
O incluso así:
...- A-A-B-B-A-B-B-B-A-A-B-B- ...
La introducción de un copolímero le permite cambiar las propiedades del plástico. Un ejemplo es el poliestireno y el plástico ABS. El poliestireno es un plástico transparente quebradizo, la introducción de un copolímero de acrilonitrilo y la introducción de un aditivo del polibutadieno proporciona un plástico resistente a los impactos en la salida.
Algunas veces, se puede indicar adicionalmente la estereorregularidad del polímero. Supongamos que tenemos un monómero -G-, que puede estar al revés en la cadena de polímero -L-. El polímero en la cadena de los cuales los monómeros se llaman aleatoriamente atácticos:
...- L-G-G-L-G-LLL-G-G-L-G- ...
Si en un polímero todas las unidades asimétricas miran en una dirección, dicho polímero se llama isotáctico:
...- LLLLLLLLLLLLL- ...
Si se alternan en un polímero, entonces dicho polímero se llama sindiotáctico:
...- L-D-L-D-L-D-L-D-L-D-L-D- ...
Por lo general, la estereorregularidad no afecta ligeramente las propiedades del material importantes para la electrónica, por lo tanto, no está indicado.
Propiedades generales de los polímeros.
Los polímeros, debido a su estructura de moléculas largas, tienen algunas características comunes.
propiedades que deben considerarse cuidadosamente.
1. Los polímeros no tienen una temperatura de transición de fase clara, como los metales. Ellos, como el caramelo, se ablandan con el aumento de la temperatura, convirtiéndose en un líquido viscoso. Por lo tanto, para los polímeros, el "punto de fusión" es la temperatura a la cual la viscosidad del polímero ya le permite fluir, pero esto no significa que sea sólido a esta temperatura.
La temperatura de transición vítrea es la temperatura por debajo de la cual el polímero pasa de un estado altamente elástico a un estado vítreo, con un aumento de la dureza y la fragilidad. Imagine masticar mermelada: a temperatura ambiente está en un estado altamente elástico. Si se enfría por debajo de la temperatura de transición vítrea en el congelador, la mermelada se puede romper y los fragmentos serán como el vidrio.
Temperatura máxima de trabajo : la temperatura a la que el polímero puede trabajar durante mucho tiempo, sin cambios significativos en sus propiedades. A menudo, a medida que aumenta la temperatura, aumenta la fluencia del polímero; por lo tanto, a la temperatura máxima de funcionamiento, las propiedades de resistencia disminuyen.
Las temperaturas indicadas pueden diferir al determinar incluso para la misma muestra, con diferentes métodos de determinación.
2. Los polímeros son susceptibles al envejecimiento y la destrucción. Los factores que aceleran el proceso de envejecimiento del polímero son radiación, radiación ultravioleta, alta temperatura, ambiente agresivo. Los diferentes polímeros están sujetos al envejecimiento en diversos grados, además, la velocidad de destrucción del polímero puede reducirse mediante diversos aditivos. Por lo tanto, un acoplador de nylon en una manguera de silicona con agua caliente perderá elasticidad y se volverá quebradizo en un par de años, mientras que la manguera de silicona seguirá siendo suave y flexible.
Solo un número muy pequeño de plásticos se somete a un calentamiento prolongado por encima de los 100 ° C: fluoroplast-4, kapton, peek, siliconas. En todos los demás casos, cuanto mayor es la temperatura de funcionamiento, más rápido son los procesos de envejecimiento y destrucción en el polímero.
3. Los polímeros son permeables a gases y ciertos solventes. Las moléculas de gas son muy pequeñas (cuanto más pequeña es la masa atómica, más pequeño es el tamaño del átomo, el hidrógeno más desagradable a este respecto, incluso atraviesa los metales). Por lo tanto, pueden penetrar gradualmente en la red molecular ramificada de plástico. Para evitar este proceso, la superficie del polímero está recubierta con una capa metálica. Preste atención a esto cuando abra el empaque de los alimentos. La metalización en el paquete sirve para este propósito: no permitir que el oxígeno ingrese al producto. Las tuberías de plástico contienen una capa de aluminio para el mismo propósito: para evitar la penetración de oxígeno en el refrigerante, esto provoca corrosión.
Materiales basados en resinas de fenol-formaldehído
Las resinas de fenol-formaldehído, como su nombre lo indica, son el producto de la policondensación de fenol y formaldehído. Las moléculas de polímero forman una estructura tridimensional ramificada, que determina las propiedades mecánicas: la dureza.
A continuación, consideramos solo los plásticos de fenol-formaldehído:
fenoplastos . Plásticos de urea-formaldehído, melamina-formaldehído:
aminoácidos , no consideraremos, sus propiedades básicas son idénticas, los métodos de procesamiento son los mismos, la diferencia es solo en resistencia y color.
La estructura química de la baquelita (una pieza, por ejemplo) Los polímeros con una estructura aleatoria tan ramificada suelen ser duros y frágiles. Imagen de Dirk Hünniger, tomada de WikipediaAbrió el proceso de policondensación Leo Bakeland, un químico estadounidense en Bélgica.
origen Llamó al nuevo material obtenido curando la resina: baquelita.
En la URSS, un material similar se llamaba "carbolito", del ácido carbólico,
El antiguo nombre es fenol.
Ejemplos del uso de resinas de fenol-formaldehído:
- Como material independiente en su forma pura como pegamentos, barnices.
- Con rellenos de polvo (material resistente o más delgado)
- solo para ahorrar) y sin carbolita / baquelita
- Con relleno de fibra de vidrio de manera caótica: fibras, por ejemplo, material de prensa AG-4V
- Con relleno de capas de tela de algodón - Textolitas
- Relleno de fibra de vidrio - Fibra de vidrio
- Lleno de capas de papel pegado - Getinax
Carbolita (Baquelita)
Es un plástico duro resistente al calor. Si toma algún dispositivo,
recolectada antes de 1950, entonces casi todas las partes plásticas que contiene son carbolita.
Varios productos de carbolite - caja, zócalo. Enchufe, caja del voltímetro, enchufes, perillas de ajuste.Los productos se obtienen vertiéndolos en moldes y (más a menudo) presionando polvo de resina con relleno en moldes de metal con calentamiento. Cuando se calienta, el proceso de polimerización, que ya ha comenzado parcialmente en la producción de polvo, finaliza, pero dado que el polvo en este momento está sujeto a presión en el molde, la apariencia del producto final repite el molde. Un serio inconveniente de este método es que lleva tiempo que el producto deba pasar en el molde para ganar resistencia suficiente para abrir el molde sin romperse, por lo tanto, en muchas tareas, la baquelita se reemplaza por materiales termoplásticos, la máquina de moldeo por inyección puede producir productos de una forma dada mucho más rápido.
Este
video publicitario estadounidense
del siglo pasado contará un poco sobre el proceso, apreciará el entusiasmo con el que hablan sobre material nuevo.
El cuerpo del medidor está hecho de carbolita.Hoy en día, los productos de carbolita se producen en masa, pero no son tan populares como antes, aunque hay tareas en las que es difícil reemplazarlo por algo.
Bollos
Plástico resistente al calor. Puede funcionar durante mucho tiempo a temperaturas de hasta + 150 ° C. Es un termoestable, no se derrite, pero se destruye por calentamiento. Por lo tanto, el cartucho de carbolita para una lámpara incandescente se desmoronará cuando se sobrecaliente y no se drenará sobre su cabeza.
Resistente a disolventes, combustibles y lubricantes (materiales lubricantes combinados). Las piezas de Carbolite funcionan fácilmente cerca del motor del automóvil, en condiciones de calentamiento, contacto con aceite, gasolina.
Duro Por lo general, las partes de carbolita se pueden reconocer por su superficie brillante y su dureza; una uña de plástico no se raya ni se pega. Las partes planas grandes casi no se doblan, y cuando se excede la fuerza, se rompe el sonido del "cromo".
Bien manejado A diferencia de muchos otros plásticos, está bien pulido. Si intenta moler, por ejemplo, polipropileno, rápidamente se comenzará a formar una "barba" de plástico por el calentamiento. La carbolita, por otro lado, está perfectamente pulida y, a menudo, se pueden ver rastros de molienda alrededor del perímetro de la pieza, eliminando la escama.
Buena apariencia La capacidad de formar una superficie dura y brillante es especialmente notable en la apariencia de los equipos retro. Incluso en la tienda en el estante, los mangos de las resistencias de carbolito se ven más sólidos que lo mismo, pero de termoplásticos.
Desventajas
Alto costo La peculiaridad de la producción en forma de un compacto en polvo determina un costo bastante alto de productos debido a la baja velocidad del proceso y la presencia de mano de obra. La fabricación de piezas de termoplásticos es a veces varias veces más barata.
Fragilidad El reverso de la dureza, cuando se agrieta, no se rompe.
manguera flexible, fuelles, etc.
Prácticamente reciclable. Hay formas, pero no obtuvieron
Amplia distribución.
Esquema de color limitado. La resina de fenol-formaldehído es marrón en sí misma, lo que dificulta la obtención de productos de colores claros. Por ejemplo, las resinas de melamina-formaldehído de las que están hechos los productos blancos carecen de este inconveniente. Una
película maravillosa
de los años 40, que muestra la producción de resina de fenol-formaldehído, moldeando piezas presionando, obteniendo getinaksa, textolita, halalita y mucho más.
Getinax
Getinax es un laminado obtenido al prensar papel impregnado
resina fenólica o epoxi En el idioma inglés, la literatura se llama FR-2. (de FR - Resistente al fuego - ignífugo) (FR-1, FR-2, FR-3 son todos
getinaks , la diferencia es solo en el material aglutinante) Tenemos GOST 2718-74 para getinaks. Tiene baja resistencia, pero al mismo tiempo un precio bastante bajo. Es un material aislante, los productos de getinaks se pueden obtener por estampación, por lo que los paneles con láminas, inserciones, arandelas aislantes y soportes de contacto a veces están hechos de getinaks.
Ejemplos de aplicación
Material de placas de circuito impreso baratas de un solo lado. En tareas donde no se requiere alta confiabilidad y es posible hacerlo con una capa conductora, las placas de circuito impreso están hechas de getinaks. En los juguetes electrónicos electrónicos baratos, las tablas getinax son más frecuentes. Getinax no es lo suficientemente fuerte como para crear vías fiables, por lo que las placas de circuito impreso de doble cara y multicapa no están hechas de getinax.
Varios productos getinax. La placa se rompió especialmente para mostrar un patrón de fractura característico. La barra getinax está ligeramente hinchada a la derecha, el resultado de la división de las capas al cortar.Getinaks laminados (sloplast, plástico laminado) - getinaks con película decorativa pegada - material de decoración de interiores para autobuses, vagones de tren, encimeras. Material duradero, resistente al desgaste, ignífugo.
Las láminas para conectar los devanados del transformador están hechas de getinaks, el revestimiento que aísla los listones del núcleo, las paredes laterales del mandril del devanado son getinaks.Nota
El material es frágil y propenso a agrietarse durante el procesamiento, se requiere especial cuidado al mecanizar con sierras con un diente grande. Debido a su baja resistencia, no es adecuado como material estructural.
Fuentes
Vendido por muchas empresas especializadas en materiales eléctricos.
Buscar en Google según "Getinaks GOST2718-74".
Textolita
Las textolitas son toda una clase de materiales compuestos, consisten en tela prensada con una carpeta. Por ejemplo, tela de algodón impregnada con resina de fenol-formaldehído. Tiene un aspecto característico: en los planos y secciones, el tejido de la tela es visible. Por lo general, marrón y marrón oscuro. Son conocidos en el extranjero bajo las marcas Novotext, Turbax, Resitex, Cerolon, Textolit, Micarta. El material se conoce desde los años 30 del siglo XX.
Textolita de varias formas: placas, varillas. La ubicación de la tela en el material varía: en las varillas, la tela se enrolla y no se coloca en capas.Ejemplos de aplicación
Como material estructural. Textolite es duradero y no conduce corriente, por lo tanto, se utiliza como material para juntas, arandelas, particiones, insertos, engranajes, etc. Cuando se calienta, no se arrastra; esto lo distingue de los materiales termoplásticos.
Material ornamental. Los mangos, accesorios y accesorios para cuchillos a menudo están hechos de textolita en las condiciones de pequeños talleres. Textolite está bien procesado, pero no absorbe agua, es resistente a combustibles y lubricantes.
Dependiendo de la tela utilizada en la fabricación, la textura observada puede variar.
Textolita de telas con diferentes pasos de tejido. Textolite siempre se puede reconocer por su textura y apariencia características.El material está disponible para la venta en Rusia, pero es reemplazado gradualmente por otros materiales.
Enlaces a partes del manual:
1 : Conductores: plata, cobre, aluminio.
2 : Conductores: hierro, oro, níquel, tungsteno, mercurio.
3 : Conductores: carbono, nicromos, aleaciones termoestables, soldaduras, conductores transparentes.
4 : dieléctricos inorgánicos: porcelana, vidrio, mica, cerámica, amianto, gas y agua.
5 : Dieléctricos semisintéticos orgánicos: papel, lejía, parafina, aceite y madera.
6 : dieléctricos sintéticos basados en resinas de fenol-formaldehído: carbolita (baquelita), getinax, textolita.
7 : Dieléctricos: fibra de vidrio (FR-4), tela barnizada, caucho y caucho duro.
8 : Plásticos: polietileno, polipropileno y poliestireno.
9 : Plásticos: politetrafluoroetileno, cloruro de polivinilo, tereftalato de polietileno y siliconas.
10 : Plásticos: poliamidas, poliimidas, metacrilato de polimetilo y policarbonato. Historia del uso de plásticos.
11 : Cintas y tubos de aislamiento.
12 : final