Файл: Базарова Ф.Ф. Органические и неорганические полимеры в конструкциях радиоэлектронной аппаратуры.pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 24.06.2024
Просмотров: 115
Скачиваний: 0
Б И Б Л И О Т Е К А Р А Д И О К О Н С Т Р У К Т О Р А
Ф . Ф . Б А З А Р О В А
Органические
инеорганические полимеры
вконструкциях
радиоэлектронной
аппаратуры
М о с к в а « С о в е т с к о е р а д и о » 1974
б.;"к .чи ••••
6Ф2.13 |
|
Б 17 |
|
УДК |
621.396.69:678.7(024) |
|
Б а з а р о в а Ф. Ф. |
Б17 |
Органические и неорганические полимеры в кон |
струкциях радиоэлектронной аппаратуры . М., «Сои. радио», 1974.
160 с. с пл. (Библиотека радиокоиструктора).
О б о б щ а е т ся опыт использования полимерных материалов в РЭА. систематизируются сведения о строении и свойствах органических и неорганических полимеров. Большое внимание уделяется вопросам тех нологии полимеров, методам декоративной и специальной обработки полимерных изделии, контролю и прогнозированию поведения материа лов в условиях эксплуатации.
Книга предназначена для инженерно-технических работников и студентов вузов, специализирующихся в области конструирования РЭА.
„3412-002
|
|
046(01 )-74 |
|
3 7 " 7 3 |
|
|
|
|
|
|
|
6 |
Ф 2 > 3 |
|||
|
|
|
|
|
РЕДАКЦИОННАЯ |
|
КОЛЛЕГИЯ: |
|
|
|||||||
И. |
А. Барканов, |
|
И. А. Бруханский, |
Р. |
Г. Варламов, |
В. А. |
Волгов, |
|||||||||
В. А. Ермолаев, |
Н. К. Иванов-Есипович, |
1\. /(. Морозов, |
В. Б. Пестря |
|||||||||||||
ков |
(отв. редактор), |
А. И. Пименов, |
Е. М. Парфенов, |
И. Э. Свати- |
||||||||||||
кова, |
В. И. Смирнов, |
В. Г. Теселько, |
А. В. Шитяшин, К. Н. Шихаев, |
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
Н. И. Юишн |
|
|
|
|
|
|||
Редакция |
литературы по вопросам |
космической |
радиоэлектроники |
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
Ф.Л1ШЛ Ф Е Д О Р О В Н А |
БАЗАРОВА |
|
|
|
||||||
|
|
О Р Г А Н И Ч Е С К И Е И Н Е О Р Г А Н И Ч Е С К И Е П О Л И М Е Р Ы |
|
|||||||||||||
|
|
В К О Н С Т Р У К Ц И Я Х Р А Д И О Э Л Е К Т Р О Н Н О Й А П П А Р А Т У Р Ы |
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
Редактор |
И. II. |
|
Звигцнова |
|
|
|
|||
|
|
|
|
Художественный |
редактор |
3. |
Е. |
Вендроаа |
|
|
||||||
|
|
|
|
|
Технический |
редактор |
3. |
Я . |
|
Ратнчкоеа |
|
|
||||
|
|
|
|
Корректоры: Р. |
М. Шишкова, |
3. |
Г. |
Галушкина |
|
|
||||||
Сдано |
в набор |
I 8 / V H |
|
1973 |
г. |
Подписано п печать 26/XI |
1973 |
г. |
T-1S04I |
|||||||
Формат |
|
|
ЗДхКШ/э, |
|
|
|
|
Бумага машпиомелованная |
||||||||
Объем 8,4 усл . п. л. |
|
|
9,147 |
уч.-изд. л . |
|
|
|
|
|
|||||||
Тираж |
9000 экз. |
|
|
|
|
Зак. 358 |
|
|
|
|
|
Цена |
50 коп. |
|||
|
|
Издательство «Советское радио», Москва, Главпочтамт, а/я 603 |
|
|||||||||||||
|
|
|
Московская типография № 10 Союзполнграфпрома |
|
||||||||||||
|
|
при |
Государственном |
Комитете |
Совета |
Министров |
СССР |
|
||||||||
|
|
по |
|
делам |
издательств, полиграфии и |
книжной |
торговли. |
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
Москва. М-i 14. Шлюзовая |
наб.. 10. |
|
|
|
||||||
|
3412-002 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Б |
046(01)-74 |
3 |
7 |
- 7 3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
© Издательство «Советское радио», 1974.
|
|
|
|
|
Предисловие |
|
|
|
||
П о д а в л я ю щ е е |
большинство |
неметаллических |
матери |
|||||||
алов, |
используемых |
в конструкциях |
•радиоэлектронной |
|||||||
аппаратуры, |
имеет |
полимерное |
строение. Это — пласт |
|||||||
массы |
и |
резины, |
компаунды и |
клеи, |
стекла |
и |
ситаллы, |
|||
асбест |
и |
керамика, |
слюда |
и к в а р ц и |
многие |
другие. |
||||
Прогресс |
современного |
радиоаппаратостроения во |
многом зависит от успехов развития производства поли мерных материалов, которое в текущем пятилетии зна
чительно |
возрастет. |
Так, производство синтетических |
||||
смол |
и |
пластических |
масс |
возрастет более |
чем |
в два |
раза. Это повлечет за |
собой новое увеличение потребле |
|||||
ния |
полимерных материалов |
в производстве |
РЭА. |
Уже |
сейчас номенклатура полимерных материалов настолько велика, а информация о них настолько сложна и обиль
на, что правильный выбор |
материала |
для |
конкретных |
||
радиотехнических |
'конструкций представляет |
немалые |
|||
трудности. |
|
|
|
|
|
И з д а н и е настоящей книги имеет целью |
систематизи |
||||
ровать сведения о строении |
и свойствах |
полимерных ма |
|||
териалов, об их |
конструктивно-технологических |
особен |
ностях, о закономерностях изменения свойств под влия нием различных производственных и эксплуатационных факторов. Используемая в работе классификация поли мерных материалов по назначению и по конструктивно технологическим признакам дает возможность сформу
лировать |
основные идеи и критерии выбора материалов |
д л я РЭА, |
сопоставить материалы аналогичного целево |
го назначения не только по свойствам, но и по техникоэкономическим показ ателя м.
Книга предназначена для инженерно-технических ра ботников, занимающихся конструированием и производ
ством радиоаппаратуры . Она может |
быть полезной |
так |
||
ж е студентам втузов |
радиотехнических |
специальностей. |
||
Автор в ы р а ж а е т |
благодарность |
д. |
т. н., |
проф. |
П. Т. Орешкину и О. |
Д . Тарасенкову |
за |
полезные |
заме |
чания т о содержанию книги при ее рецензировании. Автор считает, что предлагаемая работа не лишена не
достатков и с |
.благодарностью примет замечания и по |
|||
ж е л а н и я по |
ее содержанию, |
которые |
следует направлять |
|
в издательство |
«Советское |
радио» |
(Москва, Главный |
|
почтамт, а/я |
693). |
|
|
з
1. О б щ и е с в е д е н и я |
о п о л и м е р а х и к о м п о з и ц и я х |
на |
их о с н о в е |
1.1.Полимеры
. П о л и м е р а ми называют вещества, молекулы которых состоят из огромного количества элементарных звеньев, соединенных между собой ковалентными связями. Мак ромолекулы полимера могут иметь линейное, разветв ленное, древовидное строение или могут быть связаны в пространственные сетки или еще более сложные -прост ранственные структуры. Схемы строения полимеров по казаны на рис. 1.1.
Происхождение полимеров различно. Неисчерпаемы ми запасами полимеров располагает природа . Янтарь и
кварц,, асбест и целлюлоза, слюда |
и каучук — вот дале |
ко неполный 'перечень природных |
полимеров. Помимо |
самостоятельного применения, эти полимеры могут слу жить исходным сырьем для получения искусственных по лимеров. Так, например, искусственный ацетатный щелк, твердый материал — эбонит п искусственная слюда — фторофлогопит являются продуктами химической обра ботки природных материалов: целлюлозы, натурального
каучука н слюды. |
|
|
|
Особенно широкое использование в технике |
имеют |
||
синтетические полимеры. Их получают методами |
синте |
||
за из сравнительно |
простых по |
химическому составу ве |
|
щ е с т в — (природных |
и нефтяных |
газов, аммиака, |
азота, |
из продуктов переработки нефти, угля и различных го рючих ископаемых.
Структура и свойства синтетических полимеров опре деляются не только 'строением исходных низкомолеку лярных продуктов, но и характером химической реакции синтеза, степенью превращения исходных веществ и дру гими факторами [1, 2, 3]. Синтез полимеров чаще всего осуществляется посредством реакций полимеризации или поликопдепсации.
4
Полимеризацией называют химическую реакцию об разования полимера, щри которой объединение исходных молекул происходит за счет активных связей, образую щихся при разрыве двойных или тройных связей в моле куле. В общем виде реакция полимеризации описывает ся уравнением
иА—И—Л—]„,
где А — молекула |
исходного |
низкомолекулярного веще |
|
ства — мономера; |
п — степень 'полимеризации; [—А—]п |
— |
|
макромолекула, состоящая из |
а мономериых звеньев |
Л. |
Рис. 1.1. Схематическое |
нлобра,к<:ш;е |
.-пшешшго (а), р:;зсетплснно- |
го (б), древовидного (е) |
и сетчатого |
(г, д, е) строения полимеров. |
Реакция полимеризации протекает >без выделения побоч ных продуктов. Это дает возможность получать полиме ры с минимальным количеством примесей, что особенно важно для микроэлектроники, . оптики и техники СВЧ .
Примером реакции полимеризации может служить синтез полиформальдегида (ПФА) из формальдегида
НН
л ( С = 0 ) - |
С - 0 |
|
Н |
5
'В случае, если в реакции'одновременно участвует не сколько различных мономеров, в полимерной цепочке наблюдается более или менее регулярное чередование элементарных звеньев А, В, С:
. . . — А — В — С — В — А — С — С — В — А — А — . . .
Полученный продукт совместной 'полимеризации мо
номеров А, В и С называют сополимером. |
Ускорителями |
|||||||||
реакции |
полимеризации |
или |
сополимеризации |
явля |
||||||
|
|
|
ются тепло, |
свет, |
давление, |
|||||
|
|
|
тлеющий |
разряд, |
катализа |
|||||
|
|
|
торы. Продукты полимери |
|||||||
|
|
|
зации часто |
называют |
|
по- |
||||
|
|
|
л имериза |
ционн ыми |
см о |
ламп |
||||
|
|
|
или |
|
полимеризационными |
|||||
|
|
|
пластиками. |
|
|
|
|
|||
|
|
|
Продукты |
полимериза |
||||||
|
|
|
ции, |
как |
правило, |
являются |
||||
Рис. 1.2. Дифференциальная |
смесью |
макромолекул |
оди |
|||||||
(/) и интегральная (2) кри |
накового |
элементарного |
со |
|||||||
вые |
молекулярно-весового |
става, но с различным моле |
||||||||
распределения |
полнарнла- |
|||||||||
кулярным весом, поэтому |
их |
|||||||||
|
та |
Ф-1. |
||||||||
|
|
|
называют |
|
полимергомолога- |
ми и характеризуют средним молекулярным весом или
кривыми распределения по молекулярному |
весу. Д и ф ф е |
ренциальная ( Л и интегральная (2) кривые |
распределе |
ния молекулярного веса М д л я полиарнлата марки Ф-1
представлены |
на рис. 1.2. Видно, что полимер состоит из |
|||
макромолекул, |
молекулярный вес |
которых |
распределен |
|
в интервале от нескольких тысяч до 150 тысяч [4]. |
||||
Поликонденсацией |
называют |
реакцию |
образования |
полимера в результате конденсации многих молекул, со провождающуюся выделением иизкомолекулярных ве
ществ: воды, |
углекислого |
газа, хлористого водорода и |
|
др. Полученные продукты принято называть |
поликон |
||
денсационными |
смолами. |
Элементарный состав поликон- |
|
денсационных |
смол не совпадает с элементарным |
соста |
вом вступающих в реакцию соединений., а вес получен ного полимера меньше веса исходных веществ.
Поликонденсация характерна для соединений, имею щих функциональные группы, т. е. грутпы атомов, обла д а ю щ и е способностью вступать в химическое взаимодей ствие с другими веществами. Так, полиэтилентерефталат
( П Э Т Ф) получают при поли конденсации терефталевой кислоты с этиленгли'колем:
яН О О С — С 6 Н 4 — С О О Н + яНО—сн2 —сн2 —он—>•
—» - Н — ( — ООС — С в Н 4 — СООСНг — СН 2 — ]п — он +
|
+|(2п —- 1)Н 2 0 . |
|
|
Н а р а щ и в а н и е полимерной |
цепочки |
может 'Происхо |
|
дить к а к |
за счет взаимодействия мономера с •полимером, |
||
так и за |
счет взаимодействия |
самих |
полимеров. Этот |
процесс теоретически может длиться бесконечно, практи чески ж е через определенный промежуток времени реак ция обрывается вследствие увеличения вероятности ком пенсации концевых функциональных групп монофунк циональными веществами 15].
П р и поликонденсации веществ с функциональностью более двух образуются -смолы разветвленного или про странственного строения:
:в
| I
. . . - А - 8 - А - В - А - В - А - В - А —
в в « в
•• •—А — В - А — В — А — В — А — В—А
ВВ
II
—В - А - В - А
Символом |
— А — здесь условно |
обозначена трехфункци- |
|
ональная |
молекула, символом |
— В |
бифункциональ |
ная молекула. П о мере конденсации число функциональ ных групп возрастает. Образующийся, полимер сохра няет способность взаимодействовать . с различными активными веществами . Его молекулярный вес неогра ниченно возрастает, а макромолекулы практически те ряют свою индивидуальность.
Сравнивая линейные полимеры с пространственными, можно отметить, что последним свойственны более высо кие рабочие температуры, повышенная стабильность электрических и геометрических параметров в процессе
7