В системах изоляции сложных устройств и конструкций, к которым предъявляются повышенные эксплуатационные требования, используют специальные композитные материалы. Как правило, это не универсальные, а узкоспециализированные изделия, ориентированные на работу в экстремальных тепловых и влажностных условиях. К таким изоляторам относят следующие слоистые пластики: гетинакс, текстолит, стеклотекстолит, а также их модификации. Благодаря сочетанию прочностных и теплоизоляционных качеств такие композиты могут применяться в ответственных по назначению конструкциях, устройствах и приборах.
Применение слоистых пластиков
Спектр областей использования таких полимеров весьма разнообразен. Это и станкостроение, и авиационная техника, и производственные отрасли, а также строительство и химическая промышленность. Всюду, где требуется использование электротехнической изоляции, применяют материалы такого рода. При этом нельзя говорить об их универсальности. Отмечается широкий диапазон модификаций, в которых представлены слоистые пластики. Применение каждой версии состава ориентируется на конкретную сферу. Например, гетинакс подходит для изготовления недорогих компонентов в электротехнических приборах, а древесно-слоистые материалы благодаря жесткой структуре используются в технических механизмах. Довольно обширна область применения текстолита, которая охватывает и электротехническую промышленность, и нефтехимические комплексы, а также мелкое приборостроение.
Из чего производят слоистые пластики?
Слоистый пластик представляет собой композиционный материал, в основе которого - полимерное связующее вещество. Для укрепления функциональной базы также применяют послойно расположенное армирующее наполнение. Иными словами, слоистые пластики – это комбинация из двух основных компонентов, представленных связующим и наполнителем. В качестве первого ингредиента используются смолы синтетического происхождения. Это могут быть полиэфирные, эпоксидные, феноло-формальдегидные и другие вещества. Также распространено применение полимеров, среди которых - кремнийорганические и фторопластовые материалы. Что касается наполнения, то эту задачу может выполнять традиционное сырье в виде асбестовых и целлюлозных бумажных волокон.
Характеристики слоистых пластиков
В классическом исполнении слоистый пластик представляет собой листовой материал, который укладывается по типу обычных облицовочных панелей. Реже встречаются тканевые разновидности. По толщине листы могут составлять от 0,4 до 50 мм, в зависимости от разновидности и состава изолятора. Также разнообразны размеры по длине и ширине. Стандартная панель стеклотекстолита, к примеру, в среднем имеет параметры 1200х1000 мм. Рабочие качества, которыми обладают слоистые пластики, выражаются способностью выдерживать разные температурные режимы. Опять же, средний коридор для типового пластика такого рода варьируется от -60°С до 120°С. При условии включения дополнительных модификаторов этот диапазон может расширяться.
Свойства стеклотекстолита
Эксплуатационные качества данного пластика определяются его составом, в который входит несколько пластов стеклоткани, склеивающихся по технологии горячего прессования. Связующим в данном случае выступает термореактивный эпоксифенольный компонент. К базовым свойствам, которыми наделяются слоистые пластики этого типа, можно отнести высокую теплостойкость, защищенность от негативных воздействий влажности и механическую прочность. Кроме того, в отличие от многих композитов, стеклотекстолит является экологически безвредным материалом, что расширяет область его применения. Также его привлекательности на рынке способствуют повышенные диэлектрические качества и долговечность.
Свойства гетинакса
Еще одна распространенная вариация слоистого пластика, которая используется в качестве электроизоляционного материала. Рабочие свойства этого композита определяет бумажная основа, обработанная смесью из фенольных или эпоксидных смол.
Данный пластик не может похвастаться сочетанием таких качеств, как механическая стойкость и способность справляться с экстремальными температурами. Тем не менее податливая в плане обработки основа позволяет формировать печатные платы любых размеров. Кроме того, это самые дешевые слоистые пластики, что и обусловило их широкое распространение в приборостроении. Из такого материала, в частности, выпускают штампованные компоненты для технического обеспечения низковольтной бытовой аппаратуры.
Свойства текстолита
Материал формируется из хлопчатобумажных тканей посредством горячего прессования с добавлением термореактивных связующих фенолформальдегидной группы. Именно применение тканевой основы обеспечило текстолиту высокую прочность при сжатии, а также ударную вязкость. Основа легко поддается обработке путем сверления, резке и штамповке. Это качество материала обусловило его применение в производстве технологических элементов, которые пребывают под действием электрических и механических нагрузок.
При этом существует несколько категорий, на которые разделяются товарные слоистые пластики. Свойства первой категории выражаются в виде повышенной электрической изоляции, что позволяет применять материал и в воздушной среде, и в трансформаторном масле. Вторая категория отличается повышенными механическими качествами, поэтому из пластика этой группы чаще изготавливают детали, на которые оказываются физические нагрузки. Существуют и специальные модификации текстолита, рассчитанные на применение в условиях повышенных температур.
Свойства древесно-слоистых пластиков
Главным конструкционным отличием изоляционных материалов этого типа является использование в качестве наполнителя древесной основы. В частности, композит дополняется листами лущеного шпона толщиной порядка 0,3-0,6 мм. С полимерами природный материал связывается посредством резольных синтетических смол. В итоге комбинированный материал обретает улучшенные антифрикционные свойства, устойчивость к агрессивным средам и даже абразивам, которым не могут противостоять другие слоистые пластики.
Свойства, применение и эксплуатационные требования в данном случае обуславливаются сочетанием целого комплекса характеристик. Выражаются рабочие качества материала не только физической защищенностью, но и влагостойкостью, диэлектрическими качествами, а также сохранением стабильности при сверхнизкой температуре на уровне -250 °С. Что касается использования, то древесно-слоистые материалы успешно интегрируются в механизмы узлов трения, подшипники скольжения, гидротехнические затворы и другие технические системы.
Заключение
Современные композиты изначально разрабатывались с целью получения высокопрочных материалов, которые могли бы заменить некоторые металлические сплавы. В итоге строительная сфера смогла обрести альтернативу традиционной арматуре в виде стеклопластиковых стержней. В свою очередь, слоистые пластики стали неплохой заменой традиционным изоляторам. Они не используются там, где принято укладывать минеральную вату или пробковые панели, но специализированные ниши, в которых недостаточно характеристик обычных средств такого типа, активно осваивают новые слоистые полимеры. Впрочем, не исключено и будущее вхождение таких изоляторов в сегмент бытового использования. Во всяком случае, экологическая безвредность стеклотекстолита этому может поспособствовать.
