Продолжение руководства по материалам электротехники. В этой части заканчиваем с диэлектриками: полиимидами, полиамидами, полиметилметакрилатом, поликарбонатом. Еще в этой части картинка на которую я убил кучу времени.


Добро пожаловать под кат (ТРАФИК)

Полиимид

(Полиимиды — целый класс полимеров, но в основном речь именно о каптоне)

Термостойкий гибкий прозрачный полимер желтого цвета. Часто путают с полиамидом, в
силу созвучности. Иногда фигурирует под торговой маркой «каптон». Держит температуру
до +400°С, на холоде не дубеет.

Примеры применения

Термостойкий диэлектрик. Нагревательный элемент клей-пистолета из керамики на-
верняка завернут в пленку каптона, для изоляции электродов от корпуса.


Разъём, гибкий шлейф, микросхема усилителя — смонтированы на подложке из полиимида.

Материал для изготовления гибких печатных плат. Часто в электронных устрой-
ствах можно встретить гибкие печатные платы на желтом прозрачном пластике, которые изгибаются и соединяют блоки в роли шлейфа, попутно имея на себе припаянные радиоэлементы. Подложка таких плат — полиимидная.

Полиамиды

Еще один класс полимеров. Наверняка вы знакомы с полиамидом-6 и с полиамидом-6.6, но
не по химическому названию, а по торговой марке — это капрон и нейлон.

Полиамиды используются широко, от оболочек некоторых колбас и заканчивая женскими колготками.

Капрон в виде стержней, листов, блоков имеет название «Капролон», может быть антифрикционным, за счет добавок графита, дисульфида молибдена. Из капролона, к примеру,
изготавливаются ходовые гайки механизмов, как дешевая альтернатива бронзе.


Различные изделия из нейлона — шестерни, стяжки.

Полиамид с наполнением из стекловолокна — очень прочный материал, из такого пластика
изготавливают механически нагруженные детали — детали мебели, шестеренки, корпуса.

Примеры применения

Нейлоновые стяжки — незаменимая вещь в организации жгутов из проводов, быстром
и надежном закреплении всего и вся.
Волокна — канаты, веревки, бечевка, нитки. В качестве армирующих нитей в некоторых
типах кабелей.
Ходовые гайки — дешевая замена бронзе в ходовых гайках станков и механизмов.

Полиметилметакрилат — ПММА

Другие названия — плексиглас, оргстекло, акрил. Прозрачный хрупкий пластик. Устойчив к
УФ(с добавками), ГСМ.

Довольно популярный материал среди самодельщиков — режется лазером, фрезеруется. Хорошо формуется в разогретом состоянии, гнется. Прозрачные держатели товаров на витринах, прозрачные полусферы, рельефные световые короба — это всё ПММА.


Полиметилметакрилат выпускается как прозрачным, так и окрашеным. Стержни на фото используются как световоды.

Растворяется в дихлорэтане, который часто ошибочно называют «клей для оргстекла», при сгибании лопается, а не белеет в месте сгиба. Запах горящего ПММА ни с чем не спутать.

Используется в различных световодах, светопрозрачных конструкциях. Низкая пластичность и склонность трескаться ограничивает применение ПММА в задачах, где нужна защита от ударов.

Наверное самый доступный из прозрачных полимеров, можно купить как в листах, так в и стержнях, блоках. Хорошо склеивается, полируется, обрабатывается.

Поликарбонат

Прозрачный прочный пластик. В отличии от ПММА обладает лучшей ударной вязкостью, что делает его предпочтительнее в задачах где нужна прочность, там где поликарбонат выдержит, ПММА покроется трещинами.

Не стоек к органическим растворителям, контакт с бензином, маслами может вызвать разрушение и появление трещин.


Изделия из поликарбоната — защитные очки и компакт диск.

Примеры применения

Компакт диски. Прозрачная основа диска — поликарбонат. Основа оптических линз (чаще всего покрывается защитными слоями, поликарбонат легко царапается). Благодаря высокой ударопрочности — различные защитные шлемы, маски, визоры, защитные очки. Сотовый поликарбонат — экструдированные панели из пластика — используются в теплицах.

Недостатки

Без добавления специальных присадок разрушается на солнце. Это можно видеть на старых
дешевых поликарбонатных теплицах.

График истории промышленного применения полимеров

График появился из любопытства, стало интересно, из чего можно было изготовить изоляцию
проводов во время второй мировой войны. (Удивительно, насколько много времени занял поиск и обработка информации всего лишь для одной картинки. Но, возможно, она получилась единственной в своем роде.) Поискав информацию в интернете и ничего не найдя, пришлось перелопачивать историю по каждому материалу в отдельности. На графике линия начинается в год, когда полимер был презентован как коммерческий продукт, который производится тоннами и его можно купить. Плавное исчезновение линии показывает, что материал потерял популярность и был вытеснен другими материалами.



Время между открытием материала в лаборатории и его массовым синтезом на заводе различалось от нескольких лет (Нейлон, Бакелит, ПММА) до десятков лет (Полиэтилен, ПВХ). Одно дело, провести каскад реакций в лаборатории и из килограммов сырья получить один грамм материала, и другое дело — наладить быстрый недорогой синтез с хорошим выходом продукта. Кроме того перед производителями стоит проблема «курицы и яйца»: Нет спроса на полимер у производителей, так как нет завода по производству, и, следовательно, надежных поставок. А завода не построено так как нет достаточного спроса на продукт.

Ссылки на части руководства:

1: Проводники: Серебро, Медь, Алюминий.
2: Проводники: Железо, Золото, Никель, Вольфрам, Ртуть.
3: Проводники: Углерод, нихромы, термостабильные сплавы, припои, прозрачные проводники.
4: Неорганические диэлектрики: Фарфор, стекло, слюда, керамики, асбест, элегаз и вода.
5: Органические полусинтетические диэлектрики: Бумага, щелк, парафин, масло и дерево.
6: Синтетические диэлектрики на базе фенолформальдегидных смол: карболит (бакелит), гетинакс, текстолит.
7: Диэлектрики: Стеклотекстолит (FR-4), лакоткань, резина и эбонит.
8: Пластики: полиэтилен, полипропилен и полистирол.
9: Пластики: политетрафторэтилен, поливинилхлорид, полиэтилентерефталат и силиконы.
10: Пластики: полиамиды, полиимиды, полиметилметакрилат и поликарбонат. История использования пластиков.
11: Изоляционные ленты и трубки.
12: Запланирована