Полярные термопласты
Полярными являются полимеры с несимметричной структурой молекул, которым присущи собственные дипольные моменты. Одной из основных особенностей полярных диэлектриков по сравнению с неполярными являются значительно более высокие. Поэтому, как правило, они не пригодны для изоляции в цепях высоких и сверхвысоких частот. Их часто называют низкочастотными диэлектриками.
Вследствие полярности они легче притягивают влагу и полярные примеси. Большинство из них смачиваются водой. Удельное электросопротивление у этих материалов обычно ниже, чем у неполярных. Многие из них обладают высокой химической стойкостью, высокой механической прочностью и эластичностью. После дополнительной пластификации их нередко применяют в виде гибких резинообразных продуктов.
Полихлорвинил (поливинилхлорид, винипласт) получается полимеризацией хлористого винила. Благодаря асимметричному распределению электроотрицательных атомов хлора он заметно полярен. При нормальной температуре полихлорвинил — твердая хрупкая слегка желтоватая смола, отличающаяся высокой химической устойчивостью. Он стоек против действия воды, кислот и щелочей, озона, спирта, бензина и керосина, но растворим в дихлорэтане, хлорбензоле, частично в ацетоне, бензоле и др. Его нагревостойкость (60—70°) и морозостойкость (-25°) невысоки. Он горит с большим трудом и при устранении внешнего источника пламени гаснет. Его электроизоляционные свойства вполне удовлетворительны, но под воздействием электрических искр полихлорвинил легко разлагается, образует проводящие мостики и выделяет хлористый водород. Полихлорвинил легко окрашивается в разные цвета.
Политрифтормонхлорэтилен (фторопласт-3) отличается от фторопласта-4 тем, что один атом фтора заменен на значительно больший по размеру атом хлора, вследствие чего появляется асимметрия в структуре
т. е. возрастает полярность, уменьшается степень кристалличности, увеличивается диэлектрическая проницаемость и значительно возрастают потери, но удельное электросопротивление, электрическая прочность, дугостойкость и влагостойкость у фторопласта-3 остаются высокими.
Температура плавления понижается примерно до 210° (ниже температуры разложения), чем значительно облегчается переработка материала в изделия. Механическая прочность фторопласта-3 значительно выше, чем фторопласта-4. Применяется фторопласт-3 как химически стойкая, и нагревостойкая изоляция.
Полиэфирные смолы представляют собой продукты конденсации многоосновных кислот и спиртов. Двухосновные кислоты при полимеризации с двухатомными спиртами дают линейные термопластичные полимеры. Например, при конденсации терефталевой кислоты с этиленгликолем образуется получивший в последнее время широкое применение продукт — полиэтилентерефталат, или лавсан.
Полимер содержит 65—75% кристаллической фазы, имеет температуру плавления около 240—260°С. Полиэтилентерефталат отличается хорошими диэлектрическими свойствами. Он весьма влагостоек и отличается высоким поверхностным электросопротивлением во влажной атмосфере.
Важной особенностью полиэтилентерефталата является его высокая механическая прочность в ориентированных полимерах, достигающая 350-450 МН/м2. Полиэтилентерефталат применяется чаще всего в виде волокнистой и пленочной изоляции для электрических машин и конденсаторов. Из полиэтилентерефталатовой пленки готовят также аэростаты.
