วัสดุฉนวนไฟฟ้าโพลิเมอร์และการใช้งาน

คำว่า "พอลิเมอร์" มาจาก "โมโนเมอร์" โดยแทนที่คำนำหน้า "โมโน" ด้วยคำนำหน้า "โพลี" ซึ่งแปลว่า "จำนวนมาก" ความจริงก็คือในกระบวนการสังเคราะห์ทางเคมีนั้นโพลิเมอร์ได้มาจากโมโนเมอร์: โพลิเอทิลีน - จากเอทิลีน, โพลิสไตรีน - จากสไตรีน, โพลิไวนิลคลอไรด์ (PVC, โพลิไวนิลคลอไรด์) - จากไวนิลคลอไรด์ (ไวนิลคลอไรด์) เป็นต้น

ดังนั้นเอาไป ยางและยาง, เรซินสังเคราะห์และ textolites, วาร์นิชและกาว, เส้นใยและพลาสติก, ยาแนว, สีโป๊ว ฯลฯ โพลิเมอร์ใช้เป็นวัสดุฉนวนไฟฟ้ากันอย่างแพร่หลาย สิ่งเหล่านี้จะกล่าวถึงต่อไป

วัสดุโพลีเมอร์ทั้งหมดที่ใช้เป็นวัสดุฉนวนไฟฟ้าสามารถแบ่งออกได้ง่ายตามลักษณะทางกายภาพที่เป็นลักษณะเฉพาะ 4 ประเภท ได้แก่ เทอร์โมพลาสติก เทอร์โมเซ็ต ลามิเนต และพลาสติก (พลาสติก) มาดูโพลิเมอร์แต่ละประเภทแยกกัน

เทอร์โมพลาสติก

"Thermo" — ความร้อน "ชั้น" — แกะสลักสิ่งสำคัญที่สุดคือแม้เมื่อได้รับความร้อน โครงสร้างของเทอร์โมพลาสติกยังคงไม่เปลี่ยนแปลง เพียงแค่เปลี่ยนสถานะของแข็งให้เป็นพลาสติกอ่อน และง่ายต่อการแปรรูปและรีไซเคิล

ตัวแทนเฉพาะของเทอร์โมพลาสติก: โพลิไวนิลคลอไรด์, โพลิเอทิลีน, โพลิสไตรีน, โพลิโพรพิลีน, โพลิฟอร์มาลดีไฮด์, โพลิเอไมด์, โพลิอะคริเลต, ฟลูออโรพลาสติก ฯลฯ

จากเทอร์โมพลาสติก เมื่อผ่านการกระทำที่อุณหภูมิสูงไปสู่สถานะการไหลแบบหนืด คุณสามารถขึ้นรูปผลิตภัณฑ์หรือแปรรูปของเสียจากเทอร์โมพลาสติกในทำนองเดียวกัน เทอร์โมพลาสติกสามารถหล่อและอัดขึ้นรูปได้ง่าย ในกรณีนี้ ไม่มีปฏิกิริยาการเปลี่ยนแปลงของเทอร์โมพลาสติก พวกมันสามารถผ่านกระบวนการและสร้างรูปร่างซ้ำๆ ได้

ตัวแทนทั่วไปของผลิตภัณฑ์เทอร์โมพลาสติกคือเทปฉนวนพีวีซี หากคุณอุ่นเพียงเล็กน้อยก็จะนิ่มลง แต่หลังจากเย็นลงแล้วจะค่อนข้างหนาอีกครั้ง เทปฉนวน PVC เป็นที่นิยมในหมู่ผู้เชี่ยวชาญด้านงานไฟฟ้ามาโดยตลอด

รีแอคโทพลาสต์

ตรงกันข้ามกับเทอร์โมพลาสติกบริสุทธิ์ พลาสติกเทอร์โมเซตติงเป็นโพลิเมอร์ที่โดยการกระทำทางความร้อน ขั้นแรกจะผ่านเข้าสู่สถานะพลาสติกหนืด แล้วจึงเข้าสู่สถานะของแข็งที่ไม่ละลายน้ำและไม่ละลายน้ำ

หากคุณพยายามหลอมพลาสติกเทอร์โมเซตติงที่แข็งตัวแล้วอีกครั้ง พลาสติกจะไม่มีความหนืดเท่าเดิมอีกต่อไป และหากคุณให้ความร้อนต่อไป พลาสติกจะยุบตัวกลับไม่ได้ สิ่งนี้เกิดขึ้นเนื่องจากกระบวนการของเทอร์โมรีแอกทีฟนั้นมาพร้อมกับปฏิกิริยาเคมีที่ผันกลับไม่ได้ และหากผลิตภัณฑ์ถูกสร้างขึ้น

พลาสติกเทอร์โมเซตติงประกอบด้วย: อะมิโนพลาสติก พลาสติกซิลิโคน พลาสติกฟีนอล พลาสติกอีพ็อกซี่ พลาสติกยูรีเทน พลาสติกสวรรค์ และอื่น ๆโพลีเอสเตอร์และอีพอกซี เรซินคาร์ไบด์และฟีนอล-ฟอร์มาลดีไฮด์เป็นพื้นฐานของพลาสติกเทอร์โมเซตติงที่พบมากที่สุด โดยทั่วไป พลาสติกเทอร์โมเซตติงจะแข็งกว่าเทอร์โมพลาสติก และผลิตภัณฑ์ของเทอร์โมเซตติงมักมีสารตัวเติม เช่น คาร์บอนแบล็ค ชอล์ค ไฟเบอร์กลาส เป็นต้น

ตัวอย่างของผลิตภัณฑ์ชุดความร้อนพิเศษคือท่อหดแบบใช้ความร้อนหรือปลอกหดแบบใช้ความร้อน พอลิเมอร์ที่ได้รับรังสีจะหดตัวเมื่อได้รับความร้อน แต่คุณจะไม่สามารถลอกกลับได้ หลอดดังกล่าวใช้สำหรับฉนวนผลิตภัณฑ์ไฟฟ้าและสายไฟ

พลาสติกลามิเนต

ลามิเนตประกอบด้วยวัสดุหลากหลายชนิด รวมถึงไฟเบอร์ฟิลเลอร์และโพลิเมอร์ที่ชุบด้วยฟิลเลอร์และกาวที่เปลี่ยนแผ่นแต่ละแผ่นให้กลายเป็นพลาสติกหลายชั้นที่มีความหนาแน่นสูง

วัสดุฉนวนไฟฟ้าแบบแผ่นส่วนใหญ่ทำจากพลาสติกลามิเนตเนื่องจากสะดวกในการทำแผ่นที่มีความหนาและขนาดตามที่ต้องการ รูปร่างพื้นผิวที่ต้องการ

ตัวแทนที่สดใสของพลาสติกลามิเนต - textolite, getinax, พลาสติกเคลือบไม้, พลาสติกเคลือบใยหิน ฯลฯ

Getinax ใช้เบกาไลต์และกระดาษ ทาวานิช Bakelite ลงบนกระดาษเป็นชั้น จากนั้นม้วนกระดาษหลายชั้น จากนั้นส่งภายใต้เครื่องอัดความดันสูงที่อุณหภูมิสูง

ผลกระทบของความร้อนบน Bakelite จะเปลี่ยนสถานะใหม่ - ไม่ละลายน้ำและไม่ละลายน้ำ - ทำให้ได้วัสดุแผ่นที่ทนทานและมีความแข็งสูงพร้อมคุณสมบัติเป็นฉนวนไฟฟ้าที่ดีเยี่ยม ในเวลาเดียวกัน วัสดุจะถูกตัด เจาะ และตัดอย่างดี — ง่ายต่อการแปรรูป

Getinax ใช้ในการผลิตชิ้นส่วนของผลิตภัณฑ์ไฟฟ้าต่างๆ ที่ต้องการฉนวนที่เชื่อถือได้ เช่น ฉนวนชั้นวางและแหวนรอง แทนที่กระดาษด้วยผ้า เราเลิกใช้ getinax อีกต่อไป แต่ใช้ textolite ซึ่งเป็นพลาสติกลามิเนตที่ทนทานและทนต่อการสึกหรอมากกว่า

Textolite เหนือกว่าโลหะบางชนิดในแง่ของความเสถียรของแรงเสียดทาน ไม่ใช่เรื่องบังเอิญที่บางครั้งกลไกจะทำมาจากมัน ไฟเบอร์กลาสลามิเนตเป็นวัสดุที่ทนทานยิ่งขึ้น — ผ้าใยแก้วทำให้ทนความร้อนได้

ฟอยล์ไฟเบอร์กลาสและฟอยล์ getinax มักใช้ในการผลิตแผงวงจรพิมพ์ของอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ต่างๆ: ฟอยล์ทองแดงออกซิไดซ์ด้านใดด้านหนึ่งหรือทั้งสองด้านถูกนำไปใช้กับไฟเบอร์กลาสดังกล่าว (รวมอยู่ในกระบวนการขึ้นรูปพลาสติกลามิเนตที่ขั้นตอนการกด) ด้วย กาว ).

สำหรับการใช้งานพิเศษ ฟอยล์สามารถชุบนิกเกิลหรือชุบโครเมียมได้ เมื่อรูปแบบ PCB ถูกถ่ายโอนไปยังชั้นฟอยล์ ฟอยล์ที่ไม่จำเป็นนอกรูปแบบจะถูกสลักออกไป (เช่น ด้วยเฟอริกคลอไรด์) โดยทิ้งร่องรอยของทองแดงไว้ จากนั้น แทร็กจะถูกหุ้มฉนวนด้วยหน้ากากประสาน และส่วนประกอบวิทยุจะติดตั้งบนบอร์ด (บัดกรีเข้ากับแทร็ก)

พลาสติก

โพลีเมอร์ฉนวนไฟฟ้าประเภทต่อไปคือพลาสติก (พลาสติก, พลาสติก) ทำจากโพลิเมอร์ธรรมชาติและสังเคราะห์ที่กำหนดคุณสมบัติ นอกจากโพลิเมอร์พื้นฐานแล้ว ยังมีการเพิ่มพลาสติไซเซอร์ สารตัวเติม สีย้อม และสารทำให้คงตัวลงในพลาสติก

คุณสมบัติไดอิเล็กตริกของพลาสติก การทนความร้อน และการดูดซับความชื้นได้รับอิทธิพลอย่างมากจากสารตัวเติม ซึ่งอาจเป็นแร่หรือสารอินทรีย์ ผงหรือเส้นใย แผ่นหรือเป็นชั้น

ตัวอย่างของผงแป้ง: ไมกา คาร์บอนแบล็ค แป้งไม้ กราไฟต์ แป้งควอตซ์ แป้งโรยตัว ผงโลหะ ฯลฯ ตัวอย่างของฟิลเลอร์ที่เป็นเส้นใย: ใยแก้ว แร่ใยหิน สำลี ขี้กบกระดาษ ขี้เลื่อย ฯลฯ ลามิเนต: ไฟเบอร์กลาส ผ้าใยหิน กระดาษ ผ้าฝ้าย ไม้วีเนียร์ ฯลฯ

เพื่อให้ความยืดหยุ่นแก่พลาสติกจะมีการเพิ่มพลาสติไซเซอร์เข้าไป Plasticizer เพิ่มการยืดตัวลดความต้านทานแรงดึง เพื่อให้ได้สีที่ต้องการจะมีการเพิ่มเอฟเฟกต์การตกแต่งสีย้อมที่เหมาะสม จำเป็นต้องใช้สารเพิ่มความคงตัวเพื่อให้พลาสติกคงคุณสมบัติตลอดอายุของผลิตภัณฑ์ และไม่เสื่อมสลายด้วยความร้อนหรือแสงแดด

บ่อยครั้งที่พลาสติกผลิตจากพอลิเมอร์เท่านั้นโดยไม่เพิ่มอะไร: ลูกแก้ว, พลาสติกไวนิล (พลาสติก PVC), สไตรีน, โพลีเอทิลีน ฯลฯ บ่อยครั้งที่พลาสติกถูกกดลงในแม่พิมพ์ภายใต้ความกดดันที่อุณหภูมิสูง และทำให้ได้ผลิตภัณฑ์สำเร็จรูปที่สมบูรณ์

เมื่อผลิตภัณฑ์ต้องมีชิ้นส่วนอื่นๆ ตามแผนของผู้ออกแบบ เช่น น็อตหรือปลอกโลหะ จากนั้นชิ้นส่วนจะถูกกดหรือฝังในขั้นตอนการขึ้นรูป

หากผู้ใช้ต้องการวัสดุฉนวนที่ไม่ได้อยู่ในรูปของชิ้นส่วน แต่เป็นเพียงวัสดุสิ้นเปลือง ก็จะขายตามธรรมเนียมในรูปของแผ่นพื้น ม้วน หรือบรรจุในภาชนะ

ตัวอย่างของฉนวนไฟฟ้าพลาสติกคือเปลือกของสายไฟ VVG ที่ใช้สำหรับการส่งและการจ่ายกระแสไฟฟ้า