Текстолит - уникальный материал, широко применяемый в промышленности. Он обладает высокими электроизоляционными свойствами и механической прочностью. От плотности текстолита зависят многие его характеристики. Давайте разберемся, какие бывают виды и марки этого материала, изучим его технические показатели и области использования.
Общая информация о текстолите
Текстолит - это слоистый композиционный материал, состоящий из нескольких слоев ткани, пропитанных термореактивной смолой. Он был изобретен в начале XX века и получил широкое распространение благодаря уникальному сочетанию механической прочности, электроизоляционных свойств и технологичности.
Основу текстолита составляет ткань - чаще всего хлопчатобумажная или стеклянная. В качестве связующего используются фенолформальдегидные, кремнийорганические, эпоксидные и другие термореактивные полимеры. Слои ткани пропитывают смолой и спрессовывают при высокой температуре и давлении.
Преимущества текстолита:
- высокая механическая прочность
- стойкость к истиранию и ударам
- низкое водопоглощение
- хорошие электроизоляционные свойства
- устойчивость к действию агрессивных сред
- технологичность, легкость обработки
К недостаткам можно отнести ограниченную теплостойкость и склонность к ползучести при длительных нагрузках.
Текстолит широко используется в электротехнике для изоляции и производства печатных плат. Применяется в машиностроении для изготовления подшипников, шестерен, втулок. Перспективны композиты на основе текстолита с улучшенными характеристиками.
Классификация текстолита
Текстолит — это хороший диэлектрик, стоек к действию слабых кислот и щелочей.
Текстолиты делятся на два основных класса: конструкционные и электротехнические. Первые предназначены для производства деталей, испытывающих механические нагрузки, вторые - для электроизоляции и печатных плат.
По виду основы различают текстолиты на тканой, стеклянной, углеродной и других основах. Наиболее распространен текстолит на хлопчатобумажной основе.
Стандартная маркировка текстолита в России установлена ГОСТами. Например, марки СФЖ обозначают конструкционный текстолит, ЛТ и ВЧ - электротехнический.
Конструкционный текстолит ПТ, ПТК и ПТМ применяется для производства шестерен, подшипников, втулок, кулачков.
Электротехнический текстолит марок А, Б и ВЧ используется в электроизоляционных конструкциях, для производства печатных плат. Отличается повышенной электрической прочностью и малыми диэлектрическими потерями.
| Марка | Применение | Особенности |
| ПТМ | Конструкционный | Умеренная электроизоляция |
| ПТ | Конструкционный | Умеренная прочность |
| ПТК | Конструкционный | Повышенная прочность |
| А | Электротехника | Высокая электроизоляция |
| Б | Электротехника | Повышенная твердость |
Плотность текстолита
Плотность текстолита - один из ключевых параметров, влияющий на механические и электроизоляционные свойства. Плотность текстолита определяется массой единицы объема материала и измеряется в кг/м3 или г/см3.
Стандартные значения плотности текстолита разных марок составляют 1,3-1,4 г/см3. Чем выше плотность, тем прочнее и жестче материал. Однако с ростом плотности ухудшаются некоторые электроизоляционные характеристики.
Плотность текстолита зависит от вида и плотности армирующей ткани, объемного содержания связующего, технологии изготовления. Плотность текстолита ПТК выше, чем у ПТ.
При выборе текстолита для конкретного применения важно учитывать оптимальное соотношение плотности и других свойств материала.
Механические свойства
Механическая прочность - одно из главных достоинств текстолита. Прочностные характеристики во многом определяются плотностью материала.
Текстолит обладает достаточно высокой прочностью на сжатие (130-180 МПа), изгиб (100-150 МПа) и растяжение (60-100 МПа).
Твердость по Бринеллю составляет 35-45 МПа, по Роквеллу - 90-110 единиц. Эти показатели зависят от марки текстолита.
Ударная вязкость текстолита достигает 20-40 кДж/м2. Материал сравнительно стойкий к истиранию, коэффициент трения скольжения 0,3-0,5.
Высокие механические характеристики позволяют применять текстолит для ответственных деталей, испытывающих значительные нагрузки - подшипников, шестерен, кулачковых механизмов.
Электроизоляционные свойства
Высокие электроизоляционные характеристики - еще одно важнейшее достоинство текстолита. Этот материал широко применяется в электротехнике благодаря сочетанию диэлектрических свойств и механической прочности.
Удельное объемное электрическое сопротивление текстолита составляет 106-108 Ом·м. Эти показатели зависят от влажности материала.
Электрическая прочность текстолита достигает 30-100 кВ/мм. Диэлектрические потери малы, диэлектрическая проницаемость 3-5.
Текстолит сохраняет высокие изоляционные свойства в широком интервале частот - от постоянного тока до 106 Гц, при этом tg δ менее 0,01.
Благодаря этому текстолит широко применяется для изоляции токоведущих частей, изготовления печатных плат, различных электроизоляционных деталей.
Теплофизические характеристики
Текстолит относится к материалам с умеренной теплопроводностью 0,2-0,4 Вт/(м·К). Температура плавления составляет 150-180°С.
Коэффициент линейного теплового расширения текстолита невелик - порядка (20-60)·10-6 1/К.
Текстолит способен сохранять механические свойства при 120-180°С. При более высоких температурах происходит термоокислительная деструкция полимера.
Текстолит относится к трудногорючим материалам. При горении образует токсичные продукты - оксиды азота, угарный газ.
Благодаря умеренной теплопроводности и теплостойкости текстолит пригоден для электроизоляционных изделий, работающих при повышенных температурах.
Химические свойства
Текстолит обладает достаточно высокой стойкостью к действию агрессивных сред. Он устойчив к воздействию разбавленных кислот и щелочей, минеральных масел, бензина.
Водопоглощение текстолита невелико - порядка 0,5-2% за сутки. Материал обладает низкой влагопроницаемостью благодаря гидрофобности связующего.
Текстолит стоек к действию плесневых грибов и бактерий, не подвержен биоповреждениям. Это важно для эксплуатации в условиях повышенной влажности.
В целом химическая стойкость текстолита позволяет использовать его в различных агрессивных средах, за исключением концентрированных окислителей.
Технология обработки
Одно из важных преимуществ текстолита - технологичность обработки. Его можно резать, сверлить, фрезеровать, полировать.
При резке лучше использовать алмазные или твердосплавные пилы, обеспечивающие чистый срез без сколов. Сверление производится спиральными сверлами из быстрорежущей стали.
Для качественной механической обработки текстолита важны оптимальные режимы - скорость резания, подача, глубина. При соблюдении режимов можно получить гладкую, блестящую поверхность.
Для склеивания деталей из текстолита применяются специальные клеи на основе фенолформальдегидных и эпоксидных смол. Это обеспечивает прочное соединение.
Возможно нанесение на текстолит различных покрытий - лаков, красок, металлизация, гальванопокрытия. Это расширяет области применения материала.
