Файл: Практикум электртехникалы материалдар 6B07102 Электроэнергетика.docx
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 30.04.2024
Просмотров: 54
Скачиваний: 0
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
1.1. Термопластикалық шайыр Термопластикалық шайырларға полярлы емес және әлсіз полярлы пластикалық полимерлер жатады. Олардың электрлік қасиеттері термореактивтік шайырларға қарағанда жоғарғы болады: гигроскопиялық емес, электрлік қасиеті суға тәуелсiз, химиялық реакцияға түспейді. Өнеркәсіпте кең таралған термопластикалық шайырларға: полиэтилен, полистирол, политетрафторэтилен (фторпласт – 4 ), поливинилхлорид және т.б. жатады.
Полиэтиленнің төмендегідей түрлері бар: жоғары қысымды полиэтилен, орта қысымды полиэтилен, төменгі қысымды полиэтилен.
Ол этиленді полимеризациялау арқылы алынады: жоғары қысымды полиэтилен жоғары қысымда (300 МПа дейін) және 200 ˚С температурада -ПЭЖҚ (ЖҚ - жоғары қысымды) алынады; төменгі қысымды полиэтилен төменгі қысымда (0,5МПа) және 80 С - ПЭТҚ (ТҚ -төменгі қысымды) алынады; орта қысымды полиэтилен орташа қысымда (ОҚ) (5МПа), 160-275 ˚С температурада алынады. Негізгі сипаттамалары: тығыздығы – 0,97 Мг/м; механикалық беріктілігі – 33 МПа; қыздыру температурасы – 90 ˚С; суыққа төзімділігі – (-65 ˚С); диэлектрлік өтімділігі – 2,4; диэлектрлік шығын бұрышының тангенсі – 5*10; электрлік беріктілігі – 20 МВ/м.
Полиэтилен жоғары температурада химиялық реакцияға бейім келеді. ТҚ және ОҚ полиэтилендердің ЖҚ полиэтиленнен ерекшелігі – олардың тығыздығының үлкен болуы және механикалық беріктілігінің жоғары болуында, бірақ олардың жылуға төзімділігі төмен болады.
Күн радиациясына ұстап, деформацияланғаннан кейін полиэтиленнің қасиеті де өзгереді: белгілі бір температурада қыздырғанда, олардың алғашқы мөлшері мен пішіні қайтадан қалпына келеді.
Мұндай полиэтиленнен жасалынған бұйымдарға электроизоляциялық муфтылар, трубалар және тағы басқалары жатады. Оларды қыздырған кезде, яғни, өнеркәсіпте пайдаланған кезде, олар өткізгіш сымдарды сығып, өздерінің көлемін кішірейтеді. Сәулелермен өңделген бірнеше қабаттық полиэтилен, жылудың әсерінен монолитті бүтін күйге көшеді. Яғни, олардың көп қабаттары жоғалып, монолиттік күйге көшеді. Көлемдік құрылымдық полиэтиленді химиялық жолмен де жасауға болады. Айта кететін жайт, барлық полиэтиленнен жасалынған бұйымдар күн сәулесіне шыдамсыз келеді. Күн радиациясына төзімділігін арттыру үшін, оларға сажа қосады. Бірақ, ол полиэтиленнің электрлік техникалық қасиеттерін төмендетеді. Полиэтилен – термопластикалық материал. Ол зауыдтарға гранул түрінде түседі. Олардан жасалатын электрлік бұйымдар белгілі қысымда құю арқылы, ыстық күйінде сығу арқылы және полиэтилендік изоляцияны құю кезінде қолданылатын экструзия тәсілімен жасайды. Жоғары қысымды полиэтиленнен қалыңдығы 30-дан 200 мкм-ге дейін және ені 1 метрден 1,5 метрге дейін болатын жартылай мөлдір электрлік оқшаулағыш қабықтар (пленкалар) жасалады. Полиэтиленнің 17 сұрыптарынан (орташа қысымды және төменгі қысымды полиэтилен) майысқақ емес электрлік изоляциялық бұйымдар жасайды: катушка қаңқалары, платалар және тағы басқалар. Бөлме температурасында полиэтилендер ешбір еріткіштерде ерімейді. Тек қана, олар 70 ˚С және одан жоғары
температурада олар ксилолда, төрт хлорлық көміртекте және минералды майларда ериді. От жалынында ұстағанда оның қасиеттері өзгереді: жандырғанда полиэтилен көкшіл түсті жалынмен жанып, күл қалдырмайды, нәтижесінде парафиннің иісін таратады; жанып жатқан полиэтиленнен мөлдір тамшылар бөлінеді. Полиэтилен өндірілу көлемі бойынша поливинилхлоридтен кейін екінші орында тұр. Оны дымқыл ортада қолданылатын кабельдердің сымдарын электрлік оқшаулау үшін және қорғағыш материал жасауда қолдануға болады. Бағасы арзан болып келеді. Полистирол – стиролды полимеризациялау арқылы алады.
Негізгі сипаттамалары: тығыздығы – 1,05 Мг/м; механикалық беріктілігі – 60 МПа; қызуға төзімділігі – 80 ˚С; суыққа төзімділігі – (-60 ˚С); диэлектрлік өтімділігі – 2,4; диэлектрлік шығын бұрышының тангенсі – 4*10-4 ; электрлік беріктілігі – 30 МВ/м.
Полистирол - термопластикалық диэлектрик, ол 110-120 ˚С температурада жұмсарады. Полярлық емес еріткіштерде ериді: бензолда, толуолда, ксилолда, төрт хлорлық көміртекте және тағы басқаларында. Электрлік қасиеттері өте жоғары, ылғалға төзімді және бағасы арзан. Полистиролдан катушка қаңқаларын, электрлік оқшаулағыш тақталар, өлшеуіш приборлардың изоляторларын және басқа да электр техникалық бұйымдардың негізгі бөлшектерін дайындайды. Экструзия әдісі арқылы қалыңдығы 20- мкм-ден 100 мкм-ге дейінгі және ені 300 мм-ге дейінгі майысқақ полистиролдық қабықшалар (пленкалар) жасауға болады. Олар изоляторлар өндірісіндегі жоғары жиілікті кабельдерді электрлік оқшаулау үшін қолданылады. Кемшілігі – морт сынғыш және соққыға шыдамайды, шытынап кетеді. Соққыға төзімді полистирол полистирол мен синтетикалық каучуктың қоспасынан тұрады. Ондай полистриролдың соққыға төзімділігі екі есе көп, ал, диэлектрлік өтімділігі 1,5 есе артық болады. Оны 150˚С-қа дейін қыздырғанда каучук тәріздес күйге көшіп жұмсарады, егер, оны 300˚С температураға дейін қыздырсақ балқи бастайды. Тез жанады, күлгін жалын шығарады.
Политетрафторэтилен (фторпласт-4, фторолон-4, тефлон және т.б) жоғары температураға шыдамды жоғары полимерлік қатты диэлектрик. Бұл жанбайтын, қолмен ұстағанда майлы, ақ түсті материал. Ол тетрафторэтиленді полимеризациялау нәтижесінде алынады.
Негізгі сипаттамалары: тығыздығы – 2,1 Мг/м; механикалық беріктілігі – 30 МПа; қызуға төзімділігі – 250 ˚С; суыққа төзімділігі – (-269 ˚С); диэлектрлік өтімділігі – 2; диэлектрлік шығын бұрышының тангенсі – 2,4*10-4 ; электрлік беріктілігі – 30 МВ/м; ал олардың қабықшаларында 180 МВ/м; 415 ˚С температурада балқиды.
Химиялық реакция түсуі: бөлме температурасында да және оны қыздығанда да ешқандай еріткіштерде ерімейді. Оған ешбір концентрлік қышқылдар мен сілтілер әсер етпейді. Суды жұтпайды, яғни, оған су жұқпайды. Электрлік сипаттамалары жиілікке тәуелсіз.
Кемшіліктері: бөлме температурасында аққыш, яғни, оған 130*105 Н/м2 кернеу бергенде деформацияға ұшырайды, радияцияға төзімсіз. Электрліқ оқшаулағыш қасиеттері бойынша жақсы диэлектриктердің қатарына жатады. Бірақ, бағасы қымбат және дайындау технологиясы күрделі. Химиялық төзімділігі бойынша алтын мен платинаның алдында тұр. Одан жазық беттер және майысқақ қабықшалар, кабельдік бұйымдардың изоляциясы және басқадай оқшаулағыш материалдар дайындалады. Оны қолданудың өзіндік ерекшеліктері бар. Оны бір уақытта химиялық активті және ылғалды ортада қолдануға болады, болмаса бір уақытта жоғары және төмен температурада ұстауға болады. От жалынында ұстағанда оның қасиеттері былайша болады: балқымайды, жанбайды.
Балқу температурасында кристалдық қатты күйін жоғалтады, мөлдір түске көшеді, 415 ˚С-де балқиды.
Политрифторхлорэтилен (фторопласт – 3) фторопласт – 4 қарағанда арзан материал. Ол полярлық молекулалық материал, сол себептен оның электрлік қасиеттері нашар, әрі қызуға төзімсіз.
Фторопласт – 4-тің орнын басатын материалдың бірі- полифенилэпоксид болып табылады. Оның механикалық қасиеттері жоғары, әрі оны өңдеу жеңіл. Одан күрделі пішінді бөлшектер жасайды. Оны сіңіру үшін және беттік қорғаныштар жасау үшін қолданады. Поливинилкарбазол қасиеттері бойынша полиэтиленге ұқсас, бірақ ол қызуға төзімділігімен ерекшеленеді.
Полизобутилен жоғары жиілікті кабельдердің изоляциясын жасауда және электрлік оқшаулағыштар мен каучуктерді жасауда қолданылады. Поливинилхлорид (ПВХ) 1930 жылдан бастап өндірілетін ең ескі синтетикалық жоғары молекулалық материал болып табылады. Ол винилхлоридті полимеризациялау арқылы алынады.
Поливинилхлоридтің негізінде екі түрлі материал алынады: поливнилхлоридтік қабат (жұмсақ, созылмалы) және винипласт (қатты материал).
Поливинилхлоридтік қабат: майысқақ, созылмалы, қалыңдығы 0,8 мкм -ден 25 мкм-ге дейінгі, ал ені 400 мм-ге дейін болатын лента түріндегі материал. Жазық беттік поливнилхлоридті қалыңдығы 1-5 мм беттік қабат материалдан жасайды. Оның мөлшері: 600×100 мм.
Оның негізгі сипаттамалары: тығыздығы – 1,7 Мг/м3 ; механикалық беріктілігі – 50 МПа; қызуға төзімділігі – 70 ˚С; ыдырау температурасы – 220 ˚С; диэлектрлік өтімділігі – 6; диэлектрлік шығын бұрышының тангенсі – 0,1; электрлік беріктілігі – 22 МВ/м.
Винипласт қатты, берік материал, ол ыстық күйде сығу нәтижесінде алынады.
Оның негізгі сипаттамалары: механикалық тығыздығы – 1,4 Мг/м3 ; механикалық беріктілігі – 50 МПа; қызуға төзімділігі – 70 ˚С; 19 суыққа төзімділігі – (-25 ˚С); диэлектрлік өтімділігі – 4; диэлектрлік шығын бұрышының тангенсі – 0,02; электрлік беріктілігі – 22 МВ/м. Олардан құбырлар, пластиналар, өзектер, аккумулятор бактары, әр түрлі изоляциялық бөлшектер (платалар және тағы басқадай соққыға төзімді материалдар) жасалынады. Жақсы кесіліп өңделеді, жақсы желімделінеді және жапсарылады.
Кемшіліктері: жылуға және суыққа төзімді емес, 180 ˚С температурада ыдырайды. От жалынында жанады, бірақ оттан шығарсақ жануын тоқтатады. Полиметилметакрилат - (плексигласс, органикалық шыны, полиакрилат) жоғарғы полимерлік термопластикалық материал. Негізгі компоненттерін 120 ˚С температурада араластырып, дайындалған қоспадан формаға құйып, әртүрлі электрлік материалдар жасайды. Яғни, суытқаннан кейін, ондай материалдан қалыңдығы 0,8 мм–ден 24 мм-ге дейін болатын және аудандары 400 * 500 мм2 –ден 1400 * 1600 мм2 дейін болатын оқшаулағыш беттер жасалынады.
Органикалық шыны – аморфты материал. Оптикалық мөлдір, түскен жарық сәулесінің 92% бойынан өткізеді. Оның негізгі сипаттамалары: механикалық тығыздығы – 1,2 Мг/м3 ; механикалық беріктілігі – 70 МПа; қызуға төзімділігі – 90 ˚С; суыққа төзімділігі – (-60 ˚С); диэлектрлік өтімділігі – 3,6; диэлектрлік шығын бұрышының тангенсі – 0,06; электрлік беріктілігі – 18 МВ/м.
Органикалық шыны қосылған еріткіштер мен сілтілерге төзімді болады. Минералдық майда және бензинде ерімейді. Бензолда, толуолда, ксилолда, хлорбензолда және ацетонда ериді. Оны 140 ˚С температурада қыздырып, формаға құйып дайындайды. Ол жақсы өнделетін материал, дихлорэтанды желіммен жақсы желімделеді (15 г. желімді 100 г. дихлорэтанға қосу арқылы жасайды). 140 – 150 ˚С температурада қысыммен желімделінеді. Электрлік доғаны сөндіретін материал, электрлік доға әсер еткенде, одан көп мөлшерде газ бөлінеді (СО, Н2, СО2, бу Н2О ).
Қолданылуы: полярлық диэлектрик болғандықтан, жоғарғы кернеуде жұмыс жасайтын конструкциялық материалдар жасауда қолданылады. Қыздырған жағдайда: қапталында көк жалынды, сары түсті болып жанады, ароматты иіс шығарады.
Полиамидтік шайыр басқадай органикалық материалдардан өзінің қызуға төзімділігімен және отқа жанбайтындығымен ерекшеленеді. Сол себептен, ол өнеркәсіпте 315 ˚С температурада жұмыс істейді. Механикалық қасиеттері өте жақсы. Фенилонның механикалық үйкеліске төзімділігі бронзаның үйкеліске төзімділігінен 25 есе артық, ал подшипник жасалатын материалдың үйкеліске төзімділігінен 3 есе артық.
Полиамидтік шайыр өнеркәсіпте лактар мен қабықшаларды (пленканы) шығару үшін қолданылады.
Оның кемшілігі: гигроскопиялық материал болып саналады. Ол лактардың механикалық қасиеттерін жақсаратқанымен, электрлік қасиеттерін нашарлатады. 20 Болашақта кеңінен қолданылатын материалдардың қатарына ароматты полиамидтер, поликрилаттар, ароматтық полисульфондар және полибензидазолдар жатады. Полиамидтер синтетикалық волокналар, майысқақ қабықшалар және пластикалық массалар жасауда кеңінен қолданылады. Полиамидті шайыр басқадай органикалық материалдармен салыстырғанда, гигроскопиялық болып келеді, радиацияға төзімділігі де нашар, жарыққа төзімсіз және жоғарғы температурада оңай деформацияға ұшырайды. Біздің мемлекетімізде поликапроамид – капрон кең қолданылады. Капрон – синтетикалық материал, капролактаманы полимеризациялау нәтижесінде алынады, көпіршікті грибокқа төзімді, бірақ атмосфераға төзімді емес. Атмосфералық ылғалға төзімділігін жоғарылату үшін оған стабилизатор қосады. Оны тұрақты түрде жүктемемен бастырғанда суықтай аға бастайды, яғни, деформацияға ұшырайды. Капрондық волокнаның механикалық беріктілігі жоғарғы және ол қажалмайды. Оның негізгі сипаттамалары: балқу температурасы 215 ˚С; механикалық тығыздығы – 1,1 Мг/м3 ; механикалық беріктілігі – 90 МПа-ға дейін; қызуға төзімділігі – 120 ˚С; диэлектрлік өтімділігі – 4; диэлектрлік шығын бұрышының тангенсі – 0,04; электрлік беріктілігі – 20 МВ/м.
Қолданылуы: капрондық волокна – электрлік оқшалауғыш орамдар мен монтаждық сымдар жасауда қолданылады. Сонымен бірге, олар лакталған электрлік оқшалауғыш талшықтардың негізі ретінде пайдаланылып, электрлік монтаждық және конструкциялық бөлшектер жасауда да қолданылады. Қыздырғанда әлсіз жұмсарады, 215 ˚С температурада балқиды. Балқыған кезде бетінде түнерген зона пайда болады, жанғанда жағымсыз иіс шығады. Полиэтилентерефтолат (лавсан) - сызықты полиэфир. Оның механикалық, электрлік және химиялық қасиеттері жақсы, қызуға төзімділігі – 150 ˚С, бірақ жоғарғы ылғалдылықты және жоғары температураны жақтырмайды.