ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Твердые полимеризационные диэлектрики из "Радиоматериалы и радиодетали " В качестве примера рассмотрим процесс получения высокочастотного диэлектрика — полистирола. Он получается в результате реакции полимеризации исходного мономерного вещества — стирола (Н2С=СН— gHs). Стирол — это прозрачная бесцветная жидкость, кипящая при 145° С. Рели стирол подвергать ступенчатому нагреванию — вначале до 90—110°, а затем до 150—180° С, то он претерпевает процесс полимеризации. Этот процесс протекает без введения в стирол каких-либо дополнительных веществ — инициаторов. Такой вид полимеризации называется термической. При этом двойная химическая связь (обозначается двумя черточками) в молекулах стирола разрывается и переходит на соседнюю его молекулу. В результате этого процесса молекулы стирола соединяются друг с другом, образуя большую молекулу высокополимерного вещества — полистирола. [c.34] Степень полимеризации полистирола п в среднем равна 6000. Это значит, что молекула полистирола в среднем состоит из 6000 молекул стирола. Молекулярный вес широко применяемых полистиролов составляет 45 ООО—200 ООО в зависимости от степени полимеризации. Молекулярный вес стирола равен 104 плотность полистирола в среднем 1,05 г/см . Структура молекул стирола несколько несимметрична и поэтому он относится к слабо полярным диэлектрикам. Полярность группы gHs так мала, что диэлектрическая проницаемость и тангенс угла диэлектрических потерь полистирола также весьма малы и не зависят от частоты. Поэтому полистирол относят к высокочастотным диэлектрикам и широко применяют в радиотехнике. Полистирол — термопластичный диэлектрик. [c.34] Блочный полистирол выпускают в виде прозрачных пластин, прутков и листов. Эти изделия получают посредством разлива частично полимеризованного стирола в нагретые до 120—140° С металлические формы, в которых процесс полимеризации заканчивается. После охлаждения из форм извлекают изделия блочного полистирола. Блочный полистирол в виде гранул цилиндрической формы получают методом экструзии — продавливанием нагретого полистирола через фильеры (отверстия заданной формы). [c.34] Блочный полистирол отличается высокой химической чистотой и, следовательно, высоким уровнем электрических характеристик рр = = 10 7 Ом-см Рз = 1018 Ом е = 2,4 tg6 = (2 Ч- 5)-10 р= = 35 ч- 40 кВ/мм (при толщине 1—2 мм). [c.34] Из блочного полистирола изготовляют изоляционные платы, каркасы катушек, диэлектрические антенны, диэлектрические части волноводов СВЧ и другие радиодетали. Изделия из блочного полистирола могут быть подвергнуты всем видам механической обработки (обточке, фрезерованию, полированию и др.). Основным технологическим недостатком блочного полистирола является необходимость его механической обработки при получении из него радиодеталей. Эти операции весьма трудоемки и, кроме того, дают большое количество отходов. [c.35] Из блочного гранулированного полистирола радиодетали получают методом литья под давлением. Для этого гранулы помещают в сосуд из нержавеющей стали с электрическим обогревом. При температуре 120° С жидкий полистирол поступает под давлением в стальные разъемные формы. [c.35] Суспензионный полистирол представляет собой порошкообразное вещество, из которого радиодетали получают горячим прессованием или литьем под давлением. Суспензионный полистирол более технологичный материал, чем блочный. Но так как суспензионный полистирол получают полимеризацией стирола в водном растворе щелочных веществ, то суспензионный полистирол загрязнен этими веществами. Поэтому электрические характеристики радиодеталей из эмульсионного полистирола имеют меньшие значения по сравнению с блочным полистиролом Рв = 10 ч- 10 Ом-см е = 2,5 ч- 2,7 tg6 = 0,0005ч-Ч- 0,0007 пр = 25 30 кВ/мм. [c.35] Механические и физико-химические характеристики деталей из блочного и суспензионного полистиролов Ор=(300 400)-10 Н/м Ои = (600 800)-10 Н/м а х (12 18) кДж/м теплостойкость (по Мартенсу) 70—75° С холодостойкость —60° С водопоглощаемость (за 24 ч) 0,02—0,03%. [c.35] Полистиролы хорошо растворяются в нейтральных растворителях (бензоле, толуоле, ксилоле и др.), ноне растворяются в спиртах и растительных маслах. Детали из них не разрушаются под действием щелочей и кислот (за исключением азотной кислоты). Верхний предел рабочих температур таких деталей невысок (70—75° С). [c.35] Блочный и суспензионный полистиролы состоят из молекул линейной структуры, но они располагаются в материале хаотически, поэтому эти полистиролы являются относительно хрупкими материалами. Размягченный полистирол вытягивают через узкую щель (фильеру), что позволяет ориентировать большинство его молекул в направлении вытягивания. [c.35] Электрические характеристики ударопрочных полистиролов несколько ниже, чем у блочного и суспензионного полистиро/.ов р = 10 - -Ч- 10 Ом-см е = 2,8 Ч- 3 = 0,0006 Ч- 0,0008 Е р = 20 Ч-Ч- 25 кВ/мм водопоглощаемость 0,05—0,08%. Механические характеристики ударопрочных полистиролов находятся на том же уровне, что и у обычных сортов полистирола ар = (270 ч- 350)-10 Н/м а = (550 -ч- 600)-10 Н/м . Главной областью применения ударопрочных полистиролов являются узлы радиоаппаратуры, работающие в диапазоне частот до 1 МГц, а также низкочастотные радиодетали с повышенной прочностью к ударным нагрузкам. [c.36] Полиэтилены — нейтральные диэлектрики высокой химической чистоты, а следовательно, имеют высокий уровень электрических характеристик, независимых от частоты приложенного напряжения. Поэтому все разновидности полиэтилена являются типичными высокочастотными диэлектриками с ничтожно малой водо поглощаемостью и высокой химической стойкостью. Все разновидности полиэтилена имеют белую или светло-серую окраску и представляют собой гранулированные или порошкообразные термопластичные вещества. Радиодетали из полиэтилена получают методами горячего прессования, горячего литья под давлением и экструзии. Метод экструзии применяют при нанесении гибкой изоляции на высокочастотные кабели, а также при изготовлении изоляционных трубок. [c.36] Полиэтилен ВД получают посредством сжижения этилена пэд высоким давлением (1200 ат). Процесс полимеризации протекает при 180—200° С. Этот вид полиэтилена содержит около 60% кристаллического вещества и 40% аморфного и имеет хорошо выраженную температуру плавления (108° С). Полиэтилен ВД обладает значительной гибкостью, что позволяет применять его в качестве основной изоляции высокочастотных проводов и кабелей. [c.36] Основные характеристики полиэтилена ВД следующие плотность 0,92 г/см С7р = 120-10 Н/м а = (130 ч- 170) -10 Н/м теплостойкость 65—75° С холодостойкость —70° С водопоглощаемость (за ЗОсуток) 0,01 % Рр = 10 ч- 10 Юм-см е = 2,2 = (2 ч-3)10 р = 30 45 кВ/мм. [c.37] Из этого полиэтилена изготовляется главным образом гибкая изоляция высокочастотных проводов и кабелей, изоляционные шланги, трубки, электроизоляционная пленка. [c.37] Полиэтилен СД получают при постоянном давлении (36— 40 ат) и температуре, превышающей температуру растворения полимера. Этот вид полиэтилена содержит 90% кристаллического вещества и 10% аморфного. Он отличается большей плотностью (0,97 г/см ), твердостью и повышенной температурой плавления (130° С). [c.37] Все механические и электрические характеристики полиэтилена СД находятся на таком же высоком уровне, как и у полиэтиленов ВД и НД. Области его применения те же, что и блочного полистирола части прямоугольных волноводов, изоляционные детали переключателей диапазонов, каркасы катушек, изоляционные платы и другие детали. [c.37] К достоинствам всех видов полиэтилена относятся их химическая инертность, водостойкость и высокий уровень электрических характеристик, стабильных в широком диапазоне частот. Полиэтилены легко свариваются и поддаются всем видам механической обработки. При температурах до 50° С они не растворяются ни в одном из растворителей. [c.37] Вернуться к основной статье