Odpowiedzi

2010-04-13T10:38:09+02:00
ELEKTROIZOLACYJNE MATERIAŁY
tworzywa nie przewodzące prądu elektr. w normalnych warunkach, służące do izolowania przewodów elektr. oraz elementów urządzeń i aparatów elektr; m.e. ogólnie dzielą się na: stałe, w tym - mineralne (np. azbest, mika, steatyt), ceramiczne (np. szkło, porcelana, kamionka), bitumiczne (gł. asfalty), tworzywa sztuczne (np. elastomery), materiały włókniste (np. materiały lniane, bawełniane, papier, drewno itp.) - ciekłe (gł. oleje) oraz gazowe (przede wszystkim powietrze); poza tą klasyfikacją znajdują się lakiery powłokowe, stosowane do izolowania przewodów nawojowych, blach na rdzenie magnetyczne oraz korpusów urządzeń elektr. O możliwościach zastosowań m.e. decydują: opór właściwy (im mniejszy, tym mniejszy prąd upływowy), wytrzymałość elektr. (inaczej odporność na przebicie - im wyższa, tym cieńsza może być warstwa izolacyjna), współczynnik strat dielektrycznych (im mniejszy, tym mniej się nagrzewa, a tym samym wolniej zużywa się izolacja w warunkach szybkozmiennych pól elektr.); istotne są także właściwości mechaniczne, chemiczne i cieplne mat. elektroizolacyjnych.worzywa sztuczne oparte o wielkocząsteczkowe związki organiczne się obecnie podstawowymi materiałami elektroizolacyjnymi i wypierają materiały elektroizolacyjne wytwarzane z tworzyw naturalnych.

Powyższy stan rzeczy wynika zarówno z możliwości uzyskiwania szczególnie korzystnych własności elektrycznych, mechanicznych czy termicznych, jednorodności cech, możliwości korzystnego kojarzenia własności tych tworzyw jak i z warunków przemysłowego ich wytwarzania na wielką skalę z podstawowych surowców jak ropa naftowa, gaz ziemny, koks, sól kuchenna itp. Bardzo ważną cechą tworzyw sztucznych jest ich podatność technologiczna. Opracowano wiele technologii przetwórstwa tworzyw sztucznych, które pozwoliły znacznie skrócić czas nadawania kształtu szczególnie skomplikowanym wyrobom, obniżając istotnie koszty produkcji.

Duża różnorodność tworzyw i ich kombinacji, rozmaitość nazw fabrycznych w różnych krajach powoduje konieczność zastosowania możliwie prostych metod pozwalających na przybliżone określenie typu nieznanego tworzywa przez oględziny, zbadanie zachowania się pod wpływem temperatur i w płomieniu, określenie zapachu produktów palenia lub rozkładu termicznego lub reakcji wodnych ich roztworów w celu zaklasyfikowania do określonej grupy związków wielkocząsteczkowych. Rozpoznanie technologii kształtowania wyrobu z tworzywa sztucznego również pomaga w jego identyfikacji.Przy identyfikacji tworzywa należy brać również pod uwagę jego aplikację. Podobnie jak w życiu codziennym przyzwyczailiśmy się do tego, że np. stoły wykonane są z drewna, opony samochodowe z gumy, książki drukowane są na papierze, tak i w elektrotechnice izolacja przewodów niskonapięciowych to najczęściej polichlorek winylu. Drobna „galanteria” elektrotechniczna (przyciski, lampki sygnalizacyjne) to zwykle polistyren. Natomiast płyty obwodów drukowanych są obecnie powszechnie wykonywane z laminatu szkło-epoksydowego.

Oczywiście dokładne określenie rodzaju tworzywa wymaga badań fizykochemicznych możliwych do przeprowadzenia jedynie w wyspecjalizowanym laboratorium. Inżynier elektryk spotyka się jednak często z potrzebą szybkiej identyfikacji tworzywa elektroizolacyjnego, aby np. przewidzieć jego zachowanie się w nadzwyczajnych warunkach pracy lub dokonać właściwej zamiany uszkodzonego elementu.

Związki organiczne wielkocząsteczkowe naturalne (kauczuki, kazeina, żywice drzew szpilkowych) są już tylko wyjątkowo stosowane jako materiały elektroizolacyjne. Wyjątkiem jest celuloza (papiery elektrotechniczne) oraz woski naturalne i kopalne (syciwa elektroizolacyjne).W znacznie większej skali stosuje się tworzywa wielkocząsteczkowe uzyskiwane drogą modyfikacji (chemicznej przemiany) związków organicznych naturalnych oraz tworzywa wielkocząsteczkowe syntetyczne uzyskiwane z prostych związków organicznych drogą polimeryzacji (łączenia chemiczne jednakowych elementów składowych - merów - w związek wielkocząsteczkowy), poliaddycji (łączenia różnych małocząsteczkowych związków w związek wielkocząsteczkowy bez wydzielania ubocznych produktów) oraz polikondensacji (łączenia różnych małocząsteczkowych związków w związek wielkocząsteczkowy z wydzielaniem prostych ubocznych produktów, jak woda, alkohole, amoniak itp.).Uzyskiwane związki wielkocząsteczkowe mogą być cieczami, elastykami lub ciałami stałymi. Ostatnie dwie grupy często noszą umowną nazwę żywic syntetycznych. Żywice te stanowią główny czynnik błonotwórczy w lakierach, czynnik wypełniający pory w tkaninach lub szczeliny między przewodami w uzwojeniach jako syciwo, mogą służyć do wypełniania pustych przestrzeni między częściami wiodącymi prąd a obudową jako zalewy lub stanowić główny składnik części elektroizolacyjnych i konstrukcyjnych wytwarzanych w postaci kształtek lub półfabrykatów (pręty, płyty, rury) o różnej strukturze i różnych materiałach wiążących i wzmacniających. Przez odpowiednie dodatki, takie jak napełniacze, plastyfikatory, stabilizatory, przyspieszacze i spowalniacze reakcji przetwarzania, środki antyadhezyjne, pigmenty, można z jednego rodzaju podstawowej żywicy syntetycznej uzyskiwać wiele odmian tworzyw sztucznych o różnych własnościach fizycznych, a także wpływać na znaczne obniżenie ich kosztu.

Napełniacze można podzielić na obojętne, czyli te które mają na celu obniżenie kosztu tworzywa oraz na aktywne, których zadaniem jest poprawa własności mechanicznych, elektrycznych i cieplnych. Ze względu na pochodzenie napełniacze mogą być organiczne lub nieorganiczne, albo też naturalne lub syntetyczne.

Z kolei ze względu na postać wyróżniamy napełniacze:

* proszkowe - mączka drzewna (pospolity składnik fenoplastów), celuloza (dodatek aminoplastów), mika, mączka kwarcowa lub porcelanowa (dodatek żywic lanych), inne mączki mineralne,
* włókniste lub skrawkowe - włókno bawełniane, syntetyczne, mineralne, szklane (ciągłe lub cięte),
* warstwowe - tkaniny (z włókien naturalnych, syntetycznych, szklanych), maty szklane, papiery, okleina drewniana (fornir). W utworzonych z nich tworzywach uwarstwionych (laminatach) napełniacze te noszą nazwę nośników, a wiążące je żywice noszą nazwę lepiszcza.Wspomnieć należy jeszcze o plastyfikatorach, stabilizatorach oraz środkach adhezyjnych i smarnych.Plastyfikatory to jak wiadomo substancje chemiczne ciekłe lub stałe, których dodatek do tworzywa powoduje, że staje się ono bardziej miękkie, giętkie i ciągliwe oraz łatwiejsze w przetwarzaniu, nie zmieniając przy tym charakteru chemicznego. Dodane w niewielkiej ilości stabilizatory zapobiegają natomiast niepożądanym procesom starzenia przez utlenianie, działanie światła, promieniowania nadfioletowego i innych czynników środowiskowych. Środki antyadhezyjne i smarne utrudniają zaś w czasie przetwarzania przywieranie kształtek i półfabrykatów do form.

4 3 4