Поликонденсационные синтетические полимеры.

⇐ ПредыдущаяСтр 11 из 54Следующая ⇒

В реакции поликонденсации участвуют не менее двух химических веществ. В результате образуются полимеры пространственной структуры, из которых получают прочные и теплостойкие термореактивные материалы. Продуктами поликонденсации являются: фенолформальдегидные, полиэфирные, эпоксидные и полиамидные смолы.

Фенолформальдегидные смолы. Фенолформальдегидные смолы получают путем поликонденсации фенола в водном растворе формальдегида при температуре 70...90°С в присутствии катализатора (кислоты или щелочи). Они могут быть термореактивными и термопластичными.

Важнейшей особенностью фенолформальдегидных смол является их способность в сочетании с различными наполнителями образовывать фенопласты, которые обладают следующими свойствами: высокая прочность, хорошие электроизоляционные свойства, способность длительное время функционировать при высоких температурах, способность функционировать в любых климатических условиях. Фенолформальдегидные смолы способны совмещаться со многими полимерами и образовывать сополимеры, которые обладают свойствами фенопласта и всеми положительными качествами совмещенного с ним компонента.

Эти смолы подразделяют на резольные и новолачные. Если процесс ведут с избытком формальдегида в присутствии щелочи, то получают смолу, которая называется бакелитовой. Она может находиться в трех стадиях: резол (находится в твердом или жидком состоянии, может растворяться в органических растворителях и плавиться); резитол (твердая смола, не растворяется в орга-нических растворителях, но набухает в них; не плавится, но может размягчаться при повышении температуры); резит (твердая смола, не набухает в растворителях, не плавится, обладает механической прочностью, хорошими электроизоляционными свойствами, устойчива в водных и слабокислых средах, бензине, маслах).

Резольные смолы - термореактивные материалы, полярные диэлектрики. Применяются для изготовления таких слоистых пластиков, как текстолит, гетинакс; для композиционных прессматериалов (фенопластов); трубок, клеев и других материалов. Если процесс ведут с избытком фенола в присутствии кислых катализаторов (соляной или щавелевой кислоты), то получают твердые, хрупкие, прозрачные термопластичные смолы, которые называют новолаками. Новолаки термопластичны, плавятся при нагревании до температуры 100...120°С; растворяются в спирте, ацетоне и других органических растворителях. Они имеют невысокие электроизоляционные свойства, особенно во влажной атмосфере; низкую стойкость к искровым разрядам. Новолачные смолы отличаются друг от друга содержанием фенола (от 2 до 9%). При добавлении 10...15%-го уротропина они переходят в термореактивный резит. Применяют для изготовления корпусов приборов, плат, разъемов, различных кнопок и ручек управления радиоаппаратуры, лака и как заменитель шеллака (Это смола, выделяемая насекомыми, обитающими на побегах некоторых тропических растений; применяется для изготовления лаков и политур.).

^ Полиэфирные смолы. Полиэфирные смолы получают в результате реакции поликонденсации различных многоатомных спиртов (гликоля, глицерина и др.) и многоосновных органических кислот (фталевой, малеиновой и др.) или их ангидридов. По физическим свойствам они близки к природным смолам (канифоль, шеллак). Из полиэфирных смол наибольшее распространение получили лавсановая смола (полиэтилентетрафталат), глифталевая смола, поликарбонаты.

Лавсановую смолу (полиэтилентетрафталат, лавсан) получают поликонденсацией терефталевой кислоты и этиленгликоля. Он является термопластичным диэлектриком кристаллического или аморфного строения. В результате реакции поликонденсации терефталевой кислоты и этиленгликоля при медленном охлаждении образуется непрозрачный кристаллический лавсан (кристаллическая фаза до 7.5°/о). Кристаллический лавсан имеет высокую температуру плавления 265°С; высокую механическую прочность в широком диапазоне температур; хорошие электроизоляционные свойства; стоек к действию слабых щелочей, соляной кислоты, эфиров, масел, жиров, плесени и грибков; не устойчив к действию крепкой азотной и серной кислот, фенола, хлора; светопроницаемость пленки такая же, как у стекла, а также имеет малые гигроскопичность и газопроницаемость. Кристаллический лавсан стареет под действием солнечных лучей. Лавсан кристаллического строения применяют для изготовления волокон, пряжи, тканей, тонких электроизоляционных пленок. Волокна и пленки используют для изоляции проводов и кабелей. Лавсановая конденсаторная пленка обладает высокой электрической прочностью и повышенной нагревостойкостью. В результате реакции поликонденсации терефталевой кислоты, этиленгликоля, глицерина к отвердителя (бутилтитаната) при быстром охлаждении получают прозрачный аморфный лавсан. Аморфный лавсан используют при изготовлении эмалирован-ных проводов, при производстве электроизоляционных лаков. Пленки лавсановых лаков термореактивны, т. е. не размягчаются при нагревании.

Глифталевую смолу получают из простейшего трехатомного спирта глицерина и избыточного количества фталевого ангидрида при температуре 150...200°С в алюминиевых котлах. Это термореактивные смолы с ярко выраженными дипольнорелаксационными потерями. Глифталевые смолы обладают следующими свойствами: высокая нагревостойкость, до температуры 130°С, высокая гибкость, достаточно высокая твердость, высокая клеящая способность, растворимость в органических растворителях, размягчаются при нагревании, повышенная гигроскопичность при неполной полимеризации, стойкость к поверхностным разрядам. Применяют как основу для клеящих, пропиточных и покрывных лаков, пленки которых стойки к нагретому минеральному маслу; для изготовления лаков, пластмасс, клеев.

Поликарбонаты - это полиэфиры угольной кислоты. Поликарбонаты имеют хорошие электрические и механические свойства, относительно высокую температуру размягчения (кристаллический поликарбонат размягчается при температуре 140°С), хорошую химическую стойкость, невысокую гигроскопичность. Применяют поликарбонаты для изготовления слоистых пластиков, компаундов, пленок для изоляции в электрических машинах.

Кремнийорганические смолы. Кремнийорганические полимеры (смолы) с пространственной структурой являются термореактивными

Кремнийорганические смолы обладают высокой нагревостойкостью до температуры +250°С', высокой холодостойкостью до температуры -60°С; хорошими диэлектрическими свойствами, которые мало зависят от температуры; малой гигроскопичностью; химической инертностью. В промышленности кремнийорганические смолы применяют для изготовления электроизоляционных материалов, таких как стеклотекстолиты, слюдяная изоляция, компаунды, кремнийорганический лак, покрывные эмали, резиностеклоткани и др.

Эпоксидные смолы. Эпоксидные смолы получают в результате хлорирования глицеринов с двухатомными или многоатомными фенолами в щелочной среде. В структуре эпоксидных смол содержится не менее двух эпоксидных групп, в результате связывания которых происходит их отвердение. В чистом виде эпоксидные смолы представляют собой термопластичные низкоплавкие жидкие материалы, которые легко растворяются во многих органических растворителях (ацетоне, толуоле, хлорированных углеводородах и др.), не растворяются в воде, мало растворяются в спиртах, длительно хранятся, не изменяя свойств. После добавления отвердителей эпоксидные смолы быстро отвердевают, приобретая пространственное строение. Отвердевание проходит в результате реакции полимеризации без выделения побочных продуктов (воды и других низкомолекулярных веществ). Отвердевшие эпоксидные смолы являются термореактивными и могут образовывать толстый слой монолитной, водонепроницаемой изоляции. В зависимости от типа отвердителя эпоксидные смолы могут отвердевать при комнатной температуре («холодное отвердение» ) или с использованием нагревания от 80 до 150 °С, а также при атмосферном или повышенном давлении. Для холодного используют азотосодержащие вещества, а для отвердения при нагревании - ангидриды органических кислот. Выбор отвердителя влияет на свойства отвердевшей эпоксидной смолы. Отвердевшие, эпоксидные смолы обладают сравнительно небольшой усадкой, примерно 0, 5...2%; высокой адгезией к пластмассам, стеклам, фарфору, металлам; нагревостойкостью выше, чем у кремнийорганических смол; механическими свойствами выше, чем у кремнийорганических смол стоимостью меньшей, чем кремнийорганические смолы. Применяют для изготовления лаков, клеев, заливочных компаундов. Многие эпоксидные смолы токсичны и могут вызывать кожные заболевания, при работе с ними необходимо соблюдать правила техники безопасности. Отвердевшие эпоксидные смолы уже не оказывают на организм человека вредного воздействия.

УРОК № 17

ВОЛОКНИСТЫЕ ДИЭЛЕКТРИКИ

«Бумаги и картоны»

Сырьем для изготовления различных электроизоляционных бумаг и картонов является целлюлоза или клетчатка, получаемая химической переработкой древесины хвойных пород (сосна, ель). В состав древесины
помимо клетчатки входят лигнин, смолистые и другие вещества, которые, оставаясь в целлюлозе, придают бумаге хрупкость и снижают ее электроизоляционные свойства. Чем меньше этих примесей в бумагах, тем они прочнее, эластичнее и тем медленнее стареют. Поэтому при химической переработке древесины на целлюлозу, предназначенную для изготовления электроизоляционных бумаг, главной задачей является полное удаление
лигнина, смол и других загрязняющих веществ.

Перед химической переработкой из древесины удаляют сучки и поврежденные гнилью места и дробят ее на щепу. Для превращения щепы в целлюлозу ее варят при 150—175 °С и давлении 0, 7—0, 9 МПа в кислотной
или щелочной среде в закрытых котлах (автоклавах). Варку щепы проводят при кислотной варке, в котел вводят раствор бисульфита кальция Са(Н50з)г в сернистой кислоте H2SO3, а при щелочной — смесь из едкого натра NaON и сернистого натрия Na2S. В результате кислотной варки древесины получают так называемую сульфитную целлюлозу, а в результате щелочной — сульфатную.

Для изготовления электроизоляционных бумаг и картонов используют преимущественно сульфатную целлюлозу, которая придает им лучшие электрические, механические и тепловые свойства.Полученную после варки целлюлозу промывают водой, а затем подвергают мокрому размолу в специальных ваннах (ролах), снабженных вращающимся барабаном с ножами. Дно ванны имеет выступ в виде горки. Попадая между ножами барабана и острым выступом горки, очищенные варкой волокна разрубаются поперек на мелкие части и расщепляются вдоль на более тонкие
волокна. В зависимости от зазора между ножами и выступом горки производится жирный или тощий помол.
Для получения целлюлозы жирного помола устанавливают тупые ножи на большом расстоянии от выступа горки на дне ванны. В результате происходит лишь расщепление или расчес волокон на более тонкие, т. е. волокна механически не разрушаются и их капиллярные каналы остаются закрытыми. Для получения целлюлозы тощего помола устанавливают острые ножи ближе к горке. При этом волокна целлюлозы преимущественно
рубятся поперек, в результате чего обнажаются их внутренние каналы.

При жирном помоле волокна длинные и тонкие, поэтому изготовленная бумага обладает большей гибкостью и механической прочностью. Тощий же помол дает короткие толстые волокна, которые обусловливают рыхлость и малую механическую прочность бумаги, а также большую способность впитывать воду и другие жидкости. Размолотую целлюлозу называют бумажной массой.
Для изготовления бумаги массу подают на движущуюся металлическую сетку бумажной машины и прижимают металлическими валками. При этом вода отжимается и уходит через сетку, а масса формуется в полотно бумаги, которое затем переходит на суконную ленту. Здесь полотно бумаги сначала обминается холодными вальцами, потом проходит через систему нагретых чугунных валков, а затем обжимается системой холодных вальцов, после чего сматывается в рулон.

Влажность бумаг находится в пределах 5—9 %. С увеличением влажности электроизоляционные свойства и механическая прочность бумаги заметно ухудшаются. Важными характеристиками бумаги являются: плотность, разрушающее напряжение при растяжении и воздухопроницаемость. Воздухопроницаемость — это объем воздуха (в миллилитрах), проходящий за одну минуту через образец бумаги площадью 10 см2 при давлении 9• 103 Па. Ясно, что наиболее плотные бумаги обладают меньшей воздухопроницаемостью, а следовательно, имеют капилляры и поры меньшего размера. Так, воздухопроницаемость конденсаторных бумаг 3— 9 мл/мин, а кабельных бумаг 25—40 мл/мин.

Электроизоляционные бумаги делятся на кабельные, конденсаторные, пропиточные, намоточные, микалентные и крепированные.

Кабельная бумага является основной изоляцией кабелей высокого напряжения. После намотки жилу кабеля пропитывают электроизоляционным маслом. Так как при намотке на жилы ленты бумаги подвергаются механическому натяжению, кабельная бумага должна
обладать достаточно высокой механической прочностью при растяжении. Кроме того, в готовом кабеле в процессе его укладки намотанная бумага может подвергаться изгибам и поэтому должна обладать значительной прочностью на перегибы.

Для обеспечения высоких механических свойств кабельные бумаги вырабатывают из сульфатной целлюлозы преимущественно жирного помола, который, кроме этого, придает бумаге большую плотность и малую пористость. Пропитывающее жидкое вещество (масло или маслоканифольный состав) разбивается бумагой при пропитке на тонкие пленки и каналы, что повышает ее электрическую прочность. Электрическая прочность непропитанной кабельной бумаги 6—9 МВ/м, а пропитанной трансформаторным маслом 70—80 МВ/м.

Кабельные бумаги выпускаются для изоляции жил силовых кабелей на напряжения 35, 110 и 220 кВ, отличаются друг от друга количеством слоев, толщиной, объемной массой, воздухопроницаемостью и др.

Кабельные бумаги, маркируемые буквами К(К-080; К-120; К-140; К-170), выпускаются однослойными, а буквами КМ (КМ-120; КМ-170), КМП-120
и КВМ (КВМ-080; КВМ-120; КВМ-170) — трех- и четырехслойными. Многослойные бумаги по сравнению с однослойными обладают большей гибкостью, эластичностью и имеют меньшую воздухопроницаемость, а следовательно, и большую электрическую прочность. Плотность кабельных бумаг 720—780 кг/м3.

Кроме того, выпускаются уплотненные стабилизированные кабельные бумаги, маркируемые буквами КВМСУ, толщиной от 0, 080 до 0, 120 мм (КВМСУ-0, 80 и КВМСУ-120). Уплотненные бумаги отличаются большой плотностью— 1100 кг/м3, малыми отклонениями по толщине и меньшей воздухопроницаемостью, что обеспечивает их высокие механические и электрические характеристики. Многослойные и уплотненные кабельные бумаги применяют для изоляции жил кабелей на напряжения от 110 кВ и выше.

Кабельные бумаги являются гигроскопичными материалами и легко увлажняются во влажном воздухе, поэтому все операции по наложению бумажной изоляции следует производить в строго кондиционированных условиях окружающей среды. Перед пропиткой жидкими диэлектриками бумажную изоляцию кабелей подвергают длительной сушке. Влажность бумаг 4—8 %.

Конденсаторную бумагу, пропитанную жидким диэлектриком, применяют в бумажных конденсаторах и изготовляют из наиболее чистой сульфатной целлюлозы жирного помола. Это самые тонкие бумаги (толщиной от 0, 004 до 0, 030 мм), однородные по толщине, плотностью 950—1350 кг/м3. Воздухопроницаемость их невелика (3—9 мл/мин), что указывает на сравнительно высокую электрическую прочность, которая колеблется
от 19 до 50 МВ/м соответственно их толщине.

После пропитки нефтяным конденсаторным маслом электрическая прочность конденсаторных бумаг повышается до 250—300 МВ/м. Конденсаторные бумаги содержат минимальное количество токопроводящих
частиц (неметаллических и др.), что обеспечивает высокий уровень электрических характеристик. Предел прочности при растяжении конденсаторных бумаг достигает σ р=10 МПа. Конденсаторные бумаги выпускаются шириной от 12 до 490 мм, намотанными на бобины.

Пропиточная бумага предназначена для изготовления слоистой электроизоляционной пластмассы — гетинакса, вырабатывается из сульфатной целлюлозы, имеет толщину 0, 09; 0, 11 и 0, 13 мм, плотность 600—800 кг/м3 и Епр = 5 МВ/м. Поэтому воздухопроницаемость и впитываемость пропиточных бумаг выше, чем других, что необходимо для обеспечения хорошей пропитки при производстве гетинакса.

Намоточная бумага предназначена для изготовления электроизоляционных намоточных изделий (цилиндров и изоляционных трубок для трансформаторов и электрических аппаратов), вырабатывается из небеленой целлюлозы жирного помола, имеет плотность 730 кг/м3, толщину 0, 05; 0, 07; 0, 085 и 0, 10 мм и Епр= 7, 5÷ 9, 0 МВ/м. Бумага для изготовления электроизоляционных цилиндров должна быть покрыта с одной стороны электроизоляционным лаком.

Микалентная бумага предназначена для изготовления гибкой слюдяной ленты. Для этого на полотно микалентной бумаги наклеивают листочки слюды. Эта бумага должна обеспечивать гибкость микаленты, повышать ее механическую прочность на разрыв и одновременно быть тонкой, чтобы обладать большой пористостью, не снижать электрических характеристик микаленты, а также для хорошей и быстрой пропитки лаками.

Изготовляют микалентную бумагу из длинноволокнистого хлопка с волокнами, ориентированными преимущественно в направлении длины полотна бумаги, что обеспечивает ее большую механическую прочность:
в направлении вдоль полотна бумаги 75 МПа, а поперек— 9 МПа. Микалентную бумагу толщиной 18— 20 мкм (0, 018—0, 020 мм) выпускают в рулонах шириной 450 и 900 мм.

Крепированная бумага предназначена для изолирования отводов и мест соединений обмоток трансформаторов и других маслонаполненных электрических аппаратов. Эта бумага имеет на поверхности креп (гофрировку), нанесенный перпендикулярно направлению ее полотна. Благодаря этому крепированная бумага обладает гибкостью и хорошо растягивается в продольном направлении (удлинение 60 %), что позволяет надежно изолировать отводы обмоток и сильно изогнутые соединительные провода, например, в трансформаторах.

Крепированную бумагу изготовляют из небеленой сульфатной целлюлозы толщиной 0, 17 мм (без крепа) и 0, 5 мм (с крепом), плотностью 230 кг/м3 и выпускают в рулонах шириной 1000 мм.

Применение крепированной электроизоляционной бумаги взамен дорогостоящих маслостойких лакотканей дает большой экономический эффект без снижения электрической прочности изоляции выводов маслонаполненных аппаратов.

Электроизоляционные картоны имеют большую толщину (от 0, 1 до 8, 0 мм), чем бумаги. Сырьем для их изготовления является масса из сульфатной целлюлозы или ее смеси с хлопковым волокном (что обеспечивает повышенные механические и электроизоляционные свойства картона). Процесс производства картонов аналогичен процессу производства бумаг, но применяется несколько другое оборудование и вводятся дополнительные технологические операции по оформлению и окончательной отделке полотна картона. Картоны толщиной от 0, 1 до 0, 5 мм выпускают в рулонах шириной до 1015 мм, 1 мм и больше в листах разных размеров — до 3× 4 м.

Так называемые «воздушные» картоны, предназначенные для работы на воздухе, изготовляемые из смеси целлюлозы и хлопкового волокна, проходят дополнительную обработку стальными вальцами для уплотнения и полировки. В некоторые картоны вводят клеящие вещества на основе канифоли и крахмала для уменьшения гигроскопичности и получения более плотной структуры.

Так называемые «масляные» картоны, применяемые в маслонаполненных аппаратах, трансформаторах и др., изготовляемые из смеси сульфатной целлюлозы и хлопкового волокна без дополнительной обработки на
вальцах, имеют несколько рыхлую структуру и поэтому хорошо пропитываются маслом.

Электрическая прочность в зависимости от толщины от 8 до 13 МВ/м. Воздушные картоны применяют для пазовой и межвитковой изоляции в
электрических машинах низкого напряжения.

Картоны являются гигроскопичными материалами и при нормальных атмосферных условиях содержат 6—8 % влаги. С повышением влажности окружающего воздуха влажность картонов возрастает, а электрические характеристики снижаются.

Фибра — электроизоляционный и конструкционный материал, получаемый на основе целлюлозы. Фибру изготовляют из непроклеенной бумаги, имеющей в своем составе хлопковое волокно и древесную целлюлозу (по 50%). Бумагу пропускают через ванну с нагретым (до 50 °С) раствором хлористого цинка, а затем наматывают на стальной барабан до определенной толщины. При обработке бумаги раствором хлористого цинка на ее поверхности образуется клейкое вещество, а при намотке на барабан листы бумаги склеиваются друг с другом, образуя плотный материал — фибру, который разрезают на листы и прессуют. Непрореагировавший хлористый цинк удаляют пропусканием фибровых изделий (листы, стержни) через чаны с растворами хлористого цинка постепенно уменьшающейся концентрации. Окончательно промывают фибру водой.

Из фибры изготовляют листы толщиной от 0, 6 до 20 мм и более, а также стержни и трубки. Фибра легко поддается механической обработке: пилится,
сверлится, строгается и нарезается. Листовая фибра штампуется, а при размачивании водой из нее можно формовать изделия сложного профиля. Недостатки фибры — гигроскопичность и набухание во влажной среде. После сушки фибра дает усадку, что затрудняет изготовление из нее точных деталей.

Фибру марки ФЭ (электротехническая) используют в качестве электроизоляционного материала в электрооборудовании низкого напряжения, например в качестве пазовых клиньев и прокладок в электрических машинах невлагостойкого использования. Фибру применяют также для изготовления разрядников высокого напряжения, в которых стенки фибрового цилиндра под действием электрической дуги интенсивно выделяют газы. В результате возрастающего давления газов внутри трубчатого разрядника дуга прекращает свое горение.

«Лакоткани, ленты и лакированные трубки»

Лакоткани представляют собой гибкие рулонные материалы, состоящие из какой-либо тканевой основы, пропитанной электроизоляционным лаком. В качестве тканевых основ применяют хлопчатобумажные, шелковые, капроновые и стеклянные (из стеклянного волокна) ткани. Лак, - которым пропитывают тканевые основы, после отверждения образует на лакоткани гибкую пленку, которая обеспечивает материалу высокие электроизоляционные свойства, тканевая же основа придает ему механическую прочность. Лакоткани широко применяют в качестве пазовой

и межвитковой изоляции в электрических машинах низкого напряжения, а также в трансформаторах. Кроме того, лакоткани используют для наружной изоляции катушек и отдельных групп проводов в электрических аппаратах и приборах. В большинстве случаев лакоткани нарезают на ленты под углом 45° по отношению к основе. Такие лакотканые ленты обеспечивают наибольшую эластичность, что позволяет изолировать ими лобовые части обмоток и соединения фасонного профиля.

В соответствии с примененной тканевой основой лакоткани делят на хлопчатобумажные, шелковые, капроновые и стеклянные (стеклолакоткани).

В качестве основ хлопчатобумажных лакотканей служат тонкие прочные ткани (перкаль и др.). Хлопчатобумажные ткани пропитывают светлыми масляными или черными масляно-битумными лаками, обеспечивающими лакотканям повышенную влагостойкость.
Основами шелковых лакотканей являются тонкие (0, 04—0, 08 мм) из натурального шелка ткани. Для некоторых сортов эластичных лакотканей повышенной механической прочности используют капроновые ткани.
Шелковые и капроновые ткани пропитывают светлыми масляными лаками. Для лакотканей повышенной нагревостойкости применяют стеклянные ткани, изготовленные из электроизоляционных (бесщелочных) стекол. Нагревостойкие стеклянные ткани пропитывают кремнийорганическими лаками, пленки которых могут работать при температурах до 180°С.

Хлопчатобумажные, шелковые, капроновые и стеклянные лакоткани на масляных лаках по нагревостойкости относятся к классу А, т. е. их можно применять при рабочих температурах, не превышающих 105 °С. Стеклолакоткани же на кремнийорганических лаках по нагревостойкости относятся к классу Н (180 °С) и обладают высокой влагостойкостью и стойкостью к грибковой плесени. Стеклолакоткани, пропитанные кремнийорганическими составами, применяются в электрических машинах и аппаратах нагревостойкого и тропического исполнения.

Перед пропиткой лаками волокнистые тканевые основы (за исключением стеклотканей) проглаживают, пропуская между нагретыми стальными валками (каландрами), чтобы все ворсинки прилегли к поверхности. Затем ткань пропитывают электроизоляционным лаком в многоэтажной пропиточной машине. Готовая лакоткань наматывается в рулоны и имеет ширину от 800 до 930 мм. Стеклолакоткани выпускают шириной от 690 до 1140 мм.

Липкие электроизоляционные ленты изготовляют на основе хлопчатобумажных или стеклянных (стекловолокнистых) лент, а также лент из поливинилхлоридного пластиката.

Прорезиненная хлопчатобумажная лента представляет собой миткалевую ленту, пропитанную вязким резиновым составом. Она должна храниться при температуре не ниже +5°С и не выше +25 °С, иначе быстро теряет липкость. Лента должна сохранять липкость после нагрева до 70 °С (в течение одних
суток). Прорезиненная липкая лента применяется при монтажных работах для изоляции мест соединений проводов в сетях и.устройствах низкого напряжения.

Липкая нагревостойкая стеклолента изготовляется из стеклянной ленты (из бесщелочного стекла), пропитанной нагревостойким кремнийорганическим лаком. Она применяется для изоляции лобовых частей
обмоток электрических машин и аппаратов с высокими рабочими температурами (до 155°С). Пробивное напряжение стеклоленты толщиной 0, 12 мм составляет 600—700 В, а ленты толщиной 0, 15 мм равно 750—850 В.

Хлопчатобумажные лакированные (линоксиновые) трубки (чулки) выполняются из хлопчатобумажной пряжи, пропитанной масляным лаком, имеют внутренний диаметр от 0, 5 до 10 мм и толщину стенки от
0, 5 до 0, 9 мм. Длина трубок не менее 1000 мм. Пробивное напряжение не менее 5 кВ.

Линоксиновые трубки могут работать при температурах от —50 до +105°С и применяются для изоляции выводных концов и мест соединений в электрических аппаратах, а также в трансформаторах (сухих и с масляной изоляцией).

Лакированные стекловолокнистые трубки (чулки) выполняются из стекловолокнистой пряжи и пропитываются полиуретановым, эпоксидным или нагревостойким кремнийорганическим лаком. Стекловолокнистые
лакированные трубки имеют внутренний диаметр от 1 —10 мм и толщину стенки 0, 4—0, 5 мм. По сравнению с линоксиновыми трубками они менее эластичны, но обладают высокой влагостойкостью и применяются
для изоляции выводных концов и мест соединений в электрических машинах и аппаратах при рабочей температуре от —50 до +180 °С (марка ТПС); трубки марки ТЭС, а марки ТКС от —60 до +180°С.

Большой интерес представляют также самоусаживающиеся изоляционные трубки из сшитого полиэтилена. Самоусаживание (сокращение размеров) трубок проявляется в том, что молекулы сшитого полиэтилена, деформированные при температуре, близкой к температуре плавления, и зафиксированные резким охлаждением в этом состоянии, при повторном нагреве возвращаются к первоначальному состоянию, восстанавливаясь до размеров и формы изолируемой ими токопроводящей детали. Это позволяет получить плотное прилегание электроизоляционной трубки к поверхности изолируемой металлической детали.

Наиболее высокими электроизоляционными свойствами обладают трубки из фторопласта-4, которые, кроме того, не воспламеняются и не горят.

Для изоляции электрических машин и аппаратов широко применяют различные волокнистые материалы растительного происхождения (бумагу, картон, хлопчатобумажные и шелковые волокна, ткани и ленты), а также некоторые синтетические текстильные материалы, получаемые химической переработкой отдельных веществ: искусственный шелк, синтетические волокна (капрон, нейлон), материалы из полистирола, полихлорвинила, полиамидные и триацетатные пленки. Органические волокнистые изоляционные материалы отличаются невысокой нагревостойкостью. и в естественном виде без специальной обработки относятся к классу Y. Их недостаток — высокая гигроскопичность. Между их волокнами и нитями остаются воздушные промежутки (поры), легко поглощающие влагу.

Бумага и картон.

Бумага и картон — листовые материалы коротко-волокнистого строения, состоящие из целлюлозы. Бумагу изготовляют из измельченного хлопчатобумажного тряпья и волокон древесины, которые подвергают специальной химической обработке. Все сорта бумаги обладают хорошими изоляционными свойствами, однако в электромашиностроении применяют только следующие специальные сорта: кабельную (толщиной 0, 08—0, 17 мм), телефонную (0, 05 мм), конденсаторную (7—30 мк), оклеечную (0, 33 мм), пропиточную (0, 12 мм), намоточную (0, 05—0, 07 мм) и микалентную (20 мк).

Указанные сорта бумаги используют для изоляции обмоточных проводов и кабелей различного типа, изготовления конденсаторов, оклейки листов электротехнической стали, а также для изготовления микаленты (см. ниже) и различных слоистых пластических материалов (листового и фасонного гетинакса, бакелитовых трубок и пр.).

Картон изготовляют из того же сырья, что и бумагу, но он имеет значительно большую толщину. В электромашиностроении применяют следующие сорта картона: электрокартон, фибру и литероид.

Электрокартон имеет толщину от 0, 2 до 3 мм и обладает высокими изоляционными свойствами. Диэлектрическая прочность его достигает 25 кВ на 1 мм толщины. Он очень эластичен, что позволяет изгибать его под нужными углами. Применяется для изготовления прокладок, корпусов катушек, шайб, пазовой изоляции электрических машин и пр.

Фибра — картон, обработанный слабыми кислотами. Обладает большой твердостью, прочностью и может подвергаться обработке на металлорежущих станках (сверлильном, токарном, фрезерном и пр.). Изготовляется в виде листов различной толщины или в виде стержней и трубок. Имеет хорошие изоляционные свойства, но повышенную гигроскопичность.
Текстильные материалы. Электроизоляционные текстильные материалы изготовляют, главным образом, из растительных волокон, представляющих собой в основном целлюлозу (хлопок, реже — лен, пенька, джут). Иногда применяют шелк, из которого получают тонкую и одновременно механически прочную изоляцию.

Из различных видов искусственных волокон наибольшее распространение получили искусственный шелк (вискозный и ацетатный), вырабатываемый путем химической переработки целлюлозы, а также капрон и нейлон. Полученные из целлюлозы искусственные вещества (эфиры целлюлозы) обладают хорошей растворимостью, что дает возможность изготовлять из них тонкие нити путем продавливания этих веществ через отверстия малого диаметра.

Капрон и нейлон, изготовляемые на основе искусственных полиамидных смол, механически прочны, негигроскопичны и нагревостойки.

Текстильные материалы из искусственных волокон находят применение в различных отраслях электроизоляционной техники (для изготовления обмоточных проводов, лакотканей и пр.). В электромашиностроении применяют различные виды текстильных изделий: нити, пряжу, ткани, ленты и пр. Главное преимущество тканей — очень высокая механическая прочность, позволяющая применять их для крепления токопроводящих и изоляционных деталей, а также в качестве основы для изготовления других изоляционных материалов (лакотканей, текстолита и др.).

Для изоляции обмоток электрических машин и при ремонтных работах широко используют тканые (с кромками) хлопчатобумажные ленты: тафтяную (толщиной 0, 18—0, 20 мм), киперную с диагональным (киперным — «елочкой») переплетением нитей (0, 30—0, 35 мм) и батистовую (0, 10—0, 12 мм). Пряжу (нити, скрученные из отдельных волокон) применяют для изоляции проводов и шнуров путем обмотки и оплетки.

В электроизоляционной технике используют в большей степени механические свойства непропитанных тканей и лент, чем их электрические свойства. Объясняется это тем, что без специальной обработки ткани не могут служить изоляторами, так как между их нитями остаются поры, поглощающие влагу.

Для улучшения изоляционных свойств волокнистых материалов их поры заполняют различными твердеющими влагонепроницаемыми веществами: естественными и искусственными смолами, битумами и пленками, образующимися при высыхании некоторых масел. Смолы и масла растворяют в различных легколетучих жидкостях, получая лаки и эмали. При сушке лака, нанесенного тонким слоем на твердую поверхность и проникшего в поры изоляции, растворитель улетучивается, а лаковая основа переходит в твердое состояние. При этом образуется пленка, плотно пристающая к твердой поверхности и обладающая высокими электроизоляционными свойствами и малой гигроскопичностью. Процесс заполнения воздушных пор волокнистых материалов твердеющими электроизоляционными веществами называется пропиткой. Для пропитки применяют природные лаки (шеллачные, копаловые, битумные, масляные и их смеси) и синтетические, получаемые химической переработкой различных органических веществ (бакелитовые, глифталевые, полихлорвиниловые, нитроцеллю-лозные и пр.).

В зависимости от режима сушки различают лаки и эмали холодной (воздушной) и горячей (печной) сушки. Температура горячей сушки не должна превышать 110°С во избежание пересушивания, при котором лаковая пленка становится хрупкой и растрескивается.

Для пропитки изоляции обмоток электрических машин и аппаратов наибольшее распространение получили пропиточные лаки горячей сушки. Пропитку волокнистых изоляционных материалов этим лаком осуществляют следующим образом. Изделия предварительно просушивают в печи в течение 5—10 ч при температуре 100—110°С и в горячем состоянии (при температуре 60—70 °С) погружают в аднну с лаком. Через 15—30 мин пропитанные изделия вынимают из ванны, дают избытку лака стечь и подвергают сушке в печи при температуре 100—110°С (в соответствии с режимом сушки, рекомендуемым для данного лака). После такой пропитки с последующей сушкой на поверхность изделия наносят покровную эмаль и осуществляют окончательную сушку.

Эмаль после высыхания образует твердое блестящее покрытие, предохраняющее от влияния влаги и механических воздействий.

Современная техника применяет лаки и эмали, различающиеся и по составу, и по назначению. Каждый из них имеет свою технологию применения. Эти подробности детально указываются в стандартах и технических условиях на соответствующие лаки.
Наибольшее распространение получили следующие сорта лаков: светлые масляные лаки; имеют в качестве основы высыхающие масла, а в качестве растворителя — бензин, обычный или лаковый керосин или же их смеси. Изготовляют как воздушный, так и печной сушки; применяют для покрытия листов электротехнической стали и проволоки с эмалевой изоляцией, для изготовления светлых лакотканей и пр. Имеют высокие изолирующие и защитные свойства, но не маслостойки;

черные битумные лаки холодной сушки; изготовляют из асфальтов и нефтяных битумов, растворенных в бензоле, толуоле или скипидаре или же в смеси их с бензином и лаковым керосином. Применяют в качестве антикоррозионных покрытий стальных деталей;

черные масляно-битумные лаки; применяются в качестве пропиточных и покровных лаков при производстве и ремонте электрических машин;

⇐ Предыдущая 6 7 8 9 101112 13 14 15 Следующая ⇒