Isolants électriques polymères et leur utilisation

Le mot "polymère" vient de "monomère", en remplaçant le préfixe "mono" par le préfixe "poly", signifiant "plusieurs". Le fait est que dans le processus de synthèse chimique, les polymères sont obtenus à partir de monomères: polyéthylène - à partir d'éthylène, polystyrène - à partir de styrène, chlorure de polyvinyle (PVC, chlorure de polyvinyle) - à partir de chlorure de vinyle (chlorure de vinyle), etc.

Alors prends-le caoutchoucs et gommes, résines synthétiques et textolites, vernis et adhésifs, fibres et plastiques, mastics, mastics, etc. Les polymères sont largement utilisés comme matériaux isolants électriques. Ceux-ci seront discutés plus loin.

Tous les matériaux polymères utilisés comme matériaux isolants électriques peuvent être facilement divisés en quatre types en fonction de leurs caractéristiques physiques caractéristiques : thermoplastiques, thermodurcissables, stratifiés et plastiques (plastiques). Examinons chaque type de polymère séparément.

Thermoplastiques

"Thermo" — chaleur, "couche" — sculpté.L'essentiel est que même lorsqu'il est chauffé, la structure des thermoplastiques reste inchangée, elle transforme simplement leur état solide en un état plastique souple et est facile à traiter et à recycler.

Représentants exclusifs des thermoplastiques : polychlorure de vinyle, polyéthylène, polystyrène, polypropylène, polyformaldéhyde, polyamides, polyacrylates, fluoroplastiques, etc.

Du thermoplastique, lorsqu'il est passé sous l'action d'une température élevée à un état d'écoulement visqueux, vous pouvez mouler des produits ou traiter de manière similaire des déchets thermoplastiques. Les thermoplastiques sont facilement coulés et extrudés. Dans ce cas, il n'y a pas de réactions de transformation des thermoplastiques, ils peuvent être traités et façonnés à plusieurs reprises.

Un représentant typique d'un produit thermoplastique est le ruban isolant en PVC. Si vous le réchauffez un peu, il ramollira, mais après refroidissement, il redeviendra assez épais. Le ruban isolant en PVC a toujours été populaire parmi les professionnels des travaux électriques.

Réactoplastes

Contrairement aux thermoplastiques purs, les plastiques thermodurcissables sont des polymères qui, par action thermique, passent d'abord dans un état plastique visqueux, puis dans un état solide insoluble et insoluble.

Si vous essayez de refondre le plastique thermodurcissable durci, il n'aura plus la même viscosité et si vous continuez à chauffer, il s'effondrera de manière irréversible. Cela se produit parce que le traitement des thermoréactifs s'accompagne d'une réaction chimique irréversible, et si le produit est formé, sa reformation ultérieure est impossible.

Les plastiques thermodurcissables comprennent : les plastiques amino, les plastiques silicones, les plastiques phénoliques, les plastiques époxy, les plastiques uréthane, les plastiques aniline et autres.Les résines polyester et époxy, carbure et phénol-formaldéhyde sont à la base des plastiques thermodurcissables les plus courants. En général, les plastiques thermodurcissables sont plus durs que les thermoplastiques et leurs produits contiennent souvent des charges telles que le noir de carbone, la craie, la fibre de verre, etc.

Un exemple de produit spécial thermodurcissable est un tube thermorétractable ou un manchon thermorétractable. Le polymère traité par rayonnement rétrécira lorsqu'il sera chauffé, mais vous ne pourrez pas le décoller. Ces tubes sont utilisés pour isoler les produits et fils électriques.

Plastiques laminés

Les stratifiés comprennent une variété de matériaux, y compris des charges de fibres et des polymères imprégnés de charges et d'adhésifs qui transforment les feuilles individuelles en plastiques multicouches denses.

Les matériaux d'isolation électrique en feuille sont principalement constitués de plastiques stratifiés, car il est pratique de fabriquer des feuilles de l'épaisseur et de la taille requises, la forme de surface requise à partir de celles-ci.

Représentants brillants des plastiques laminés - textolite, getinax, plastiques laminés de bois, plastiques laminés d'amiante, etc.

Getinax est à base de bakélite et de papier. Une couche de vernis bakélite est appliquée sur le papier, puis le papier est enroulé en plusieurs couches, puis envoyé sous presse haute pression à température élevée.

L'effet de la chaleur sur la bakélite la transforme en un nouvel état - insoluble et insoluble - résultant en un matériau en feuille durable et de haute dureté avec d'excellentes propriétés d'isolation électrique. En même temps, le matériau est bien coupé, percé, coupé - facile à traiter.

Getinax est utilisé pour fabriquer des pièces de divers produits électriques nécessitant une isolation fiable, par exemple des racks et des rondelles isolants. En remplaçant le papier par du tissu, nous n'obtenons plus de getinax, mais du textolite, un plastique laminé plus durable et résistant à l'usure.

La textolite surpasse certains métaux en termes de stabilité au frottement, ce n'est pas un hasard si des engrenages de mécanismes en sont parfois fabriqués. Le stratifié en fibre de verre est un matériau encore plus durable - le tissu de verre le rend résistant à la chaleur.

La feuille de fibre de verre et la feuille getinax sont traditionnellement utilisées pour la production de cartes de circuits imprimés de divers appareils électroniques: sur une ou les deux faces, une feuille de cuivre oxydée est appliquée sur cette fibre de verre (elle est incluse dans le processus de formation de plastique laminé au stade du pressage) avec colle).

Pour des applications spéciales, la feuille peut être nickelée ou chromée. Lorsque le motif PCB est transféré sur la couche de feuille, la feuille inutile à l'extérieur du motif est gravée (par exemple avec du chlorure ferrique), laissant des traces de cuivre. Les pistes sont ensuite isolées avec un masque de soudure et les composants radio sont montés sur la carte (soudés aux pistes).

Plastiques

Le prochain type de polymères isolants électriques sont les plastiques (plastiques, plastiques). Ils sont faits de polymères naturels et synthétiques qui déterminent leurs propriétés. En plus du polymère de base, un plastifiant, une charge, un colorant et un stabilisant sont ajoutés au plastique.

Les propriétés diélectriques du plastique, sa résistance à la chaleur et son absorption d'humidité sont fortement influencées par la charge, qui peut être minérale ou organique, en poudre ou fibreuse, en feuille ou en couches.

Exemples de charges en poudre : mica, noir de carbone, farine de bois, graphite, farine de quartz, talc, poudre métallique, etc. Exemples de charges fibreuses : fibres de verre, amiante, coton, copeaux de papier, sciure de bois, etc. Stratifié : fibre de verre, tissu d'amiante, papier, tissu de coton, placage de bois, etc.

Pour donner de l'élasticité au plastique, un plastifiant y est ajouté. Le plastifiant augmente l'allongement, diminue la résistance à la traction. Pour obtenir la couleur souhaitée, le bon effet décoratif, un colorant est ajouté. Un stabilisateur est nécessaire pour que le plastique conserve ses propriétés pendant toute la durée de vie du produit et ne soit pas dégradé par la chaleur ou la lumière du soleil.

Souvent, les plastiques sont fabriqués uniquement à partir de polymère sans rien ajouter : plexiglas, plastique vinylique (plastique PVC), polystyrène, polyéthylène, etc. Souvent, les plastiques sont pressés dans des moules sous pression à des températures élevées et ainsi des produits complètement finis sont obtenus.

Lorsque le produit doit, selon le plan du concepteur, contenir une autre pièce, par exemple un écrou ou un manchon métallique, alors la pièce est simplement pressée ou encastrée au stade du moulage.

Si le matériau isolant est nécessaire à l'utilisateur non pas sous forme de pièce, mais simplement en tant que consommable, alors il est traditionnellement vendu sous forme de dalles, de rouleaux ou conditionné dans des conteneurs.

Un exemple d'isolation électrique en plastique est la gaine d'un câble d'alimentation VVG utilisé pour la transmission et la distribution d'électricité.