текстолит горит при какой температуре

Руководство по материалам электротехники для всех. Часть 6

Продолжение руководства по материалам электротехники. В этой части продолжаем разбирать диэлектрики полностью синтетические по происхождению. Тоесть всем известные пластики. В этой части: карболит, гетинакс, текстолит.

Добро пожаловать под кат (ТРАФИК)

Доступные природные материалы использовались широко, но, с развитием техники становилось всё более очевидным, что природные материалы порой полное дерьмо. Большой разброс свойств, подверженность гниению, трудности в добыче — поэтому поиски искусственных заменителей велись и ведутся всё время. Появление синтетических материалов — это революция не только техническая, но и экономическая, политическая. Вам больше не нужны колонии чтобы покрыть свои потребности в резине. Экипировка вашего солдата стала легче в несколько раз. В этом разделе — материалы, полученные «с нуля», а не попытка улучшить природные, как в предыдущем разделе.

Многие из приведенных материалов являются полимерами — материалами с длинными молекулами, состоящими из простых однотипных кирпичиков — мономеров. Полимеры можно разделить на две большие группы по их поведению при нагреве, это термопласты и реактопласты. Термопласты при нагревании плавятся, реактопласты при нагревании разлагаются.
Соответственно гору старых пластиковых игрушек из термопластов можно переплавить в новое изделие, а гору старых изделий из реактопластов так переработать не выйдет.

Полимер может состоять из чистого мономера, а может также содержать со-полимер, который встраивается в структуру молекулы. Например есть два мономера: А и Б. Молекула полимера из чистого А будет выглядеть так:

Молекула полимера из сополимеров А и Б может выглядеть так:

Введение сополимера позволяет изменить свойства пластмассы. Пример — полистирол и АБС пластик. Полистирол прозрачный хрупкий пластик, введение сополимера акрилонитрила и введение добавки из полибутадиена дает на выходе ударопрочный пластик.

Если в полимере все несимментричные звенья смотрят в одну сторону, такой полимер называется изотактическим:

Если в полимере они чередуются, то такой полимер называется синдиотактическим:

Обычно, стереорегулярность влияет на важные для электроники свойства материала незначительно, поэтому не указывается.

Общие свойства полимеров

Полимеры, благодаря своей структуре из длинных молекул, обладают некоторыми общими
свойствами, которые стоит рассмотреть внимательнее.

1. Полимеры не имеют четкой температуры фазового перехода, как например металлы. Они словно карамель, с ростом температуры размягчаются, превращаясь в вязкую жидкость. Поэтому для полимеров «температура плавления» — это температура, при которой вязкость полимера уже позволяет ему течь, но это не означает, что до этой температуры он твёрдый.

Температура стеклования — это температура, ниже которой полимер из высокоэластичного состояния переходит в стеклообразное состояние, с ростом твердости и хрупкости. Представьте себе жевательный мармелад — при комнатной температуре он находится в высокоэластичном состоянии. Если его охладить ниже температуры стеклования в морозильной камере, то мармелад можно будет разбить, и осколки будут как от стекла.

Максимальная рабочая температура — температура при которой полимер может работать длительное время, без существенных изменений своих свойств. Часто с ростом температуры растет ползучесть полимера, поэтому при максимальной рабочей температуре прочностные свойства снижаются.

Указанные температуры могут отличаться при определении даже для одного и того же образца, при различии методик определения.

2. Полимеры подвежены старению и разрушению. Факторами, ускоряющими процесс старения полимера являются радиация, ультрафиолетовое излучение, высокая температура, агрессивная среда. Разные полимеры в разной степени подвержены старению, кроме того, различными добавками можно снизить скорость разрушения полимера. Так, нейлоновая стяжка на силиконовом шланге с горячей водой за пару лет потеряет эластичность и станет хрупкой, в то время как силиконовый шланг по прежнему будет мягким и гибким.

Лишь очень малое количество пластиков терпят длительный нагрев свыше 100°С — фторопласт-4, каптон, peek, силиконы. Во всех остальных случаях чем выше температура эксплуатации — тем быстрее протекают процессы старения и деструкции в полимере.

3. Полимеры проницаемы для газов и некоторых растворителей. Молекулы газа очень маленькие (чем меньше атомная масса, тем меньше размер атома, самый мерзкий в этом плане водород, он даже сквозь металлы протискивается.) поэтому могут постепенно проникать сквозь разветвленную молекулярную сеть пластика. Для предотвращения этого процесса поверхность полимера покрывают слоем металла. Обратите на это внимание при вскрытии упаковки продуктов питания. Металлизация в упаковке служит этой цели — не пропустить к продукту кислород. Металлопластиковые трубы содержат слой алюминия с той же целью — не допустить проникновение кислорода в теплоноситель, это вызывает коррозию.

Материалы на базе фенолформальдегидных смол

Фенол-формальдегидные смолы, как нетрудно понять из названия — продукт поликонденсации фенола и формальдегида. Молекулы полимера образуют разветвленную трехмерную структуру, что обуславливает механические свойства — твёрдость.

Ниже рассмотрим только фенол-формальдегидные пластмассы — фенопласты. Карбамид-формальдегидные, меламин-формальдегидные пластмассы — аминопласты, рассматривать не будем, их базовые свойства идентичны, методы обработки одинаковые, разница лишь в прочности, цвете.

Химическая структура бакелита (кусочек для примера) Полимеры с такой разветвленной беспорядочной структурой обычно твёрдые и хрупкие. Автор рисунка — Dirk Hünniger, взято из Википедии

Открыл процесс поликонденсации Лео Бакеланд — американский химик бельгийского
происхождения. Он и назвал новый материал, полученный при отверждении смолы — бакелитом.

В СССР аналогичный материал назывался «карболит» — от карболовой кислоты,
старого названия фенола.

Примеры использования фенолформальдегидных смол:

Карболит (бакелит)

Представляет собой твёрдый термостойкий пластик. Если вы возьмете какое-либо устройство,
собранное до 1950 года, то практически все пластиковые детали в нем — это карболит.

Различные изделия из карболита — коробочка, розетка. Вилка, корпус вольтметра, гнезда, ручки регулировки.

Изделия получают как заливкой в формы, так и (чаще) прессованием порошка смолы с наполнителем в металлические формы с нагревом. При нагревании процесс полимеризации, уже частично начавшейся при производстве порошка, заканчивается, но, так как порошок в этот момент зажат под давлением в форме — то и вид конечного изделия повторяет форму. Серьезный недостаток такого метода в том, что нужно время, которое должно провести изделие в форме, чтобы набрать прочность, достаточную для раскрытия формы без разрушения, поэтому во многих задачах бакелит вытеснен термопластичными материалами, термопластавтомат может производить изделия заданной формы значительно быстрее.

Немного о процессе расскажет это американское рекламное видео прошлого века, оцените энтузиазм, с которым говорят о новом материале.

Корпус электросчетчика сделан из карболита.

На сегодняшний день изделия из карболита производятся массово, но он уже не так популярен как раньше, хотя есть задачи, где его заменить чем-либо трудно.

Плюшки

Стойкий к растворителям, ГСМ (Горюче-смазочным материалам). Карболитовые детали без труда работают вблизи двигателя автомобиля, в условиях нагрева, контакта с маслом, бензином.

Твёрдый. Обычно карболитовые детали можно распознать по блестящей поверхности и по твёрдости, ноготь такой пластик не царапает и даже не цепляется. Большие плоские детали почти не гнутся, а при превышении усилия со звуком «хрум» ломаются.

Хорошо обрабатывается. В отличии от многих других пластиков хорошо шлифуется. Если попробовать шлифовать, например, полипропилен, то быстро от нагрева начнет образовываться «борода» из пластика. Карболит же отлично шлифуется и часто можно видеть следы шлифовки по периметру детали — удаление облоя.

Отличный внешний вид. Способность образовывать твёрдую глянцевую поверхность особенно заметна на внешнем виде ретроаппаратуры. Даже в магазине на полке ручки для резисторов из карболита смотрятся солиднее таких же, но из термопластиков.

Недостатки

Дороговизна. Особенность производства в виде прессовки из порошка определяет довольно высокую себестоимость изделий из-за низкой скорости процесса и наличия ручного труда. Изготовление деталей из термопластиков порой в разы дешевле.

Хрупкость. Оборотная сторона твёрдости, при ударах трескается, из него не сделать
гибкий шланг, сильфон и т.д.

Практически не подлежит вторичной переработке. Есть способы, но они не получили
широкого распространения.

Ограниченная цветовая гамма. Фенолформальдегидная смола сама по себе коричневого цвета, что затрудняет получение изделий светлых цветов. Этого недостатка лишены, например, меламинформальдегидные смолы из которых делают изделия белого цвета. Замечательный фильм 40х годов, в котором видно производство фенолформальдегидной смолы, формовка деталей прессованием, получение гетинакса, текстолита, галалита и многое другое.

Гетинакс

Гетинакс — это слоистый пластик, получаемый путем прессования бумаги, пропитанной
фенольной или эпоксидной смолой. В англоязычной литературе имеет название FR-2. (от FR — Flame Resistant — огнестойкий) (FR-1, FR-2, FR-3 это всё гетинаксы, разница только в материале связующего) У нас есть ГОСТ 2718-74 на гетинакс. Имеет низкую прочность, но при этом достаточно низкую цену. Является электроизоляционным материалом, изделия из гетинакса можно получать штамповкой, поэтому панели с ламелями, вставки, изоляционные шайбы, держатели контактов иногда изготавливают из гетинакса.

Примеры применения

Материал дешевых односторонних печатных плат. В задачах, где не требуется высокая надежность и есть возможность обойтись одним проводящим слоем, печатные платы изготавливают из гетинакса. В дешевых электронных китайских игрушках чаще всего гетинаксовые платы. Гетинакс недостаточно прочен для создания надежных переходных отверстий, поэтому двухсторонние и многослойные печатные платы из гетинакса не изготавливаются.

Различные изделия из гетинакса. Пластина специально была сломана, чтобы показать характерный рисунок на изломе. Гетинаксовый брусок слегка распух справа — результат расщепления слоев при резке.

Ламинированный гетинакс (слопласт, слоистый пластик) — гетинакс с наклеенной декоративной пленкой — материал внутренней отделки автобусов, вагонов поезда, столешниц. Прочный износостойкий трудногорючий материал.

Ламели подключения обмоток трансформатора сделаны из гетинакса, изолирующая ламели от сердечника подкладка, боковины оправки обмотки — гетинакс.

Примечание

Материал непрочный и склонен давать трещины при обработке, требуется особая осторожность при обработке резанием пилами с большим зубом. В силу низкой прочности мало пригоден в качестве конструкционного материала.

Источники

Продается многими компаниями, специализирующимися на электротехнических материалов.
Гуглить по «Гетинакс ГОСТ2718-74».

Текстолит

Текстолиты — это целый класс композиционных материалов, состоят из прессованной ткани со связующим. Например, хлопчатобумажная ткань пропитанная фенолформальдегидной смолой. Имеет характерный вид — на плоскостях и срезах видно плетение ткани. Обычно коричневого и темно-коричневого цвета. Зарубежом известны под торговыми марками Novotext, Turbax, Resitex, Cerolon, Textolit, Micarta. Материал известен с 30х годов 20 века.

Текстолит различных форм — пластины, прутки. Расположение ткани в материале различается — у прутков ткань намотана, а не уложена слоями.

Примеры применения

Как конструкционный материал. Текстолит прочен и не проводит ток, поэтому используется как материал прокладок, шайб, перегородок, вставок, шестерен и т.д. При нагревании он не ползет, это выгодно отличает его от термопластичных материалов.

Поделочный материал. Из текстолита часто изготавливают рукоятки ножей, приспособления и оснастку в условиях небольших мастерских. Текстолит хорошо обрабатывается, при этом не впитывает воду, стоек к воздействию горюче-смазочных материалов.

В зависимости от использованной в производстве ткани, наблюдаемая текстура может различаться.

Текстолит из тканей с разным шагом плетения. Текстолит всегда можно узнать по характерной текстуре и виду.

Материал доступен в продаже в России, но постепенно вытесняется другими материалами.

Источник

Свойства и сфера применения текстолита

Каждый человек, наверно, видел платы, установленные в различной технике. Они бывают большие и маленькие, с множеством извивающихся дорожек. Вот эти платы как раз и производят из текстолита. Узнаем подробнее, что это за материал и где еще его применяют.

Описание текстолита

Текстолит – это конструкционный материла, обладающий электроизоляционными свойствами. Он представляет собой многокомпонентный материал, состоящий из ткани и полимерного связывающего компонента. В качестве связующего компонента используют эпоксидные и полиэфирные смолы, бакелит. Мировое изготовление текстолита составляет 500000 тонн в год. Он занимает отдельную нишу в различных областях промышленности. Получают материал путем прессования тканей, которые пропитаны связующим веществом, процесс протекает при нагревании.

Свойства текстолита

Составляющие текстолита определяют его свойства. Он обладает высокой прочностью при сжимании, повышенной ударопрочностью, его можно легко подвергать механической обработке, поддается сверлению, резанью, штамповке.

Как отмечалось ранее, текстолит также обладает электроизоляционными свойствами.

Текстолит относится к экологически чистым материалам, он безопасен при использовании для человека и окружающей среды.

По внешнему виду – это светло-желтые, темно-коричневые поверхности, могут быть как гладкими, так и неоднородными.

Виды и марки текстолита

Производство текстолита нормируется государственными стандартами. Его выпускают в нескольких формах. Это могут быть листы или плиты, стержни, втулки. Выделяют несколько марок.

ПТ (поделочный текстолит)

Простая разновидность. Изготавливается на тканой основе. Основа состоит из хлопчатобумажного материала. Служит для производства деталей, которые не требуют особой механической стойкости и работают при минимальных нагрузках. Самая доступная по цене и широко распространенная марка.

ПТК (поделочный текстолит конструкционный)

Изготавливается на тканой основе, хлопчатобумажной. От ПТ отличается улучшенным свойствами, он более легко поддается обработке. Свойства позволяют изготавливать из него кольца, втулки, ролики и иные аналогичные изделия. Полученные изделия выгодно отличаются от металлических собратьев:

Диапазон рабочих температур составляет от – 40 0 С до +105 0 С.

ПТМ (поделочный текстолит, стойкий к трансформаторному маслу)

В машиностроении необходимы материалы, которые могут работать при высоких температурах в маслах. Материал ПТМ, как раз обладает данными уникальными свойствами, поэтому на его основе выпускают для машиностроения различные изделия технического назначения.

Марки А и Б (текстолит электротехнический)

Это «супер» материал, который выдерживает механические нагрузки, а также знакопеременное электрическое воздействие.

Данные материал выпускается на основе нетканого, нитепрошивного полотна. Из него производят монтажные панели, детали общего назначения.

Данный материал выпускается из термореактивного связующего материала и графита. Используется для изготовления уплотняющих шайб для насосов, применяемых для перекачки воды.

Асботекстолит

Изготавливается из асбестовых тканей. Обладает хорошими фрикционными свойствами. Применяется для изготовления тормозных устройств, прокладок, механизмов сцепления.

Температурный режим работы до +200 0 С, непродолжительно до 1800-45000 0 С.

Стеклотекстолит

В основе материала лежит стекловолокно.

Основные характеристики: механическая стойкость, инертность к действию химических реактивов, влаги, устойчивость к тепловому и электрическому воздействию.

Температурная стойкость до +400 0 С, кратковременное воздействие до +1000 0 С.

Листовая форма используется для теплоизоляции.

Сфера использования текстолита

Как отмечалось ранее, текстолит занимает особое место в промышленности. Любое оборудования, имеющее в своей составе микросхему, имеет текстолит. Он используется в авио-, машино-, ракетостроении, в приборостроении, строительстве.

Изделия из текстолита

По заявленным характеристиками текстолит, как правило, имеет срок службы не более 3 лет, но на практике изделия на его основе «работают» намного дольше. Они намного дешевле металлических аналогов, из него проще изготовить различные детали.

На основе текстолита выпускаются следующие изделия:

Текстолит – очень важный и нужные материал. Он может много вытерпеть и вынести, но для продолжительной службы изделий на его основе важно правильно ухаживать за ним.

К примеру, не следует допускать попадания влаги на микросхемы, замыкание приводит к порче изделия. Схема перегорает и не по вине текстолита, а по причине неверной эксплуатации.

Также следует помнить при обращении с текстолитом следующие нюансы:

Источник

Текстолитом называют слоистый материал, который был получен с помощью прессования из обычных слоев хлопчатобумажных тканей пропитанных олигомером и смесями. Ткань, которая применяется в производстве, имеет отличие в плотности и изготовлении. Чаще всего для текстолита используют различные материалы, наподобие хлопка, бязи и шифона. Более подробнее о разновидностях, свойствах и характеристиках вы узнаете в следующих параграфах.

Разновидности

Существует несколько типов текстолитов. Разберем с вами листовой, стержень, фольгированный и для печатных плат изделие.

Текстолит листовой ГОСТ 2910-74

Эти требования применяется к электротехническим листам, которые продаются как электроизоляционный продукт. Сам номер установлен для печатных плат, выпускаемых на экспорт и в быту. Изделия должны быть следующих типов, которые мы представили в табличном варианте.

Обратите внимание, что продукт нетоксичный, взрывоопасности не несет, температура возгорания равно 360 °C, а плавления почти выше на 200 градусов. Бывают случаи, когда не избежать от огня, и в этом случае нужно применять пену, песок и воду.

Текстолит листовой ГОСТ 2910-74

Стандарт имеет распространение на продукцию и ламинаты на базе асбеста, которые представляют ламинированный листовой материал, который имеют слой хлопчатобумажной или асбестовой материи, заполненой некоторыми химическими добавками.

Слоистый пластик выпускается листами, допускается наличие неровностей, окалин и царапин от прокладок: для текстолита высшей категории. Наружная сторона листов загружена слабыми звеньями, которые предусмотрены документами на ткань.

Каждый лист нумеруется штампом, несмываемой краской, которая указывает:

Текстолит стержни гост 5385-74

Стандарты распространены на электротекстолитовые изделия, используемые как электроизолятор при долгом эксплуатировании. Стержень изготавливается длиной до 500 мм с незначительными изменениями. Также информацию по параметрам вы можете посмотреть на представленной таблице.

Стержни не токсичны, не взрывоопасны являются воспламеняющимся жидкостям. Воспламенение происходит при 358 °С.

Текстолит фольгированный гост 10316-78

Изделия с фольгированной облицовкой, покрытые медной электролитической гальванической фольгой, необходимы при производстве односторонних и двусторонних плат химическими и комбинированными процессами.

Листовые текстолиты изготавливаться следующих номинальных параметров:

Текстолит для печатных плат

Постепенное развитие данной продукции сделало текстолит ведущим изделием, который редкостно заменяемый фторопластом или окисленной фольгой.

У производителей важным изделием стала макетная плата, которая нужна для пайки и беспаечной сборки частей при создании техники. В соответствии с трудностями проектируемого оборудования макетная плата может быть универсальной или специализированной (для микросхемы в определенной упаковке). Макетная плата может иметь винтовые клеммные колодки для облегчения работы с внешними устройствами.

Чем отличается текстолит от стеклотекстолита?

Эти материалы не опасны при грамотном использовании. Они классифицируются как вредные для человека и окружающей среды. А вот при других действиях, в воздух идет выделение эпоксидной смолы и стеклянной пыли, что, конечно, очень опасно для здоровья и требует определенных мер предосторожности. Текстолит и стекловолокно легко воспламеняются.

Резка текстолита как идея для бизнеса

Тонкие ламинаты можно разрезать гильотинными ножницами. Однако в этом случае удовлетворительная кромка получается только при небольшой толщине ламината (часто не более 2–3 мм). Для равномерного реза листы материала должны быть плотно прижаты к столу гильотинных ножниц в точках, непосредственно прилегающих к нижнему лезвию.

Угол между режущими кромками обычно принимают равным 6-8 °. Можно сделать это дома и попробовать начать бизнес в этом направлении. Большинство энтузиастов в этой сфере уже создали собственные мини-точки для эффективной работы.

Заключение

Таким образом, вы расширили свой кругозор в понятие текстолита, рассмотрели разновидности, изучили его свойства и характеристики. После освоения данного текста, вы упростите себе работу по резке слоистого пластика и, возможно, появится идея начать зарабатывать на этом.

Источник