Вступ

Використання матеріалів неможливе без знання їхніх властивостей. В радіотехніці використовуються майже всі відомі матеріали: діелектрики, напівпровідники, провідникові, магнітні матеріали. Тому дуже важливо ознайомитися із основними характеристиками та вміти робити необхідні розрахунки при їхньому використанні. Саме на це націлена дана курсова робота.

1. Аналіз основних термопластичних полярних синтетичних смол

До полярних пластиків відносяться фторопласт-3, органічне скло, полівінілхлорид, поліаміди, полиуретаны, полиэтилентерефталат, полікарбонат, полиарилаты, пентапласт, поліформальдегід.

Фторопласт-3 не горючий, дугостійкий, має високий (до 1020 Омчсм) питомий об'ємний електричний опір. Крім того, він не змочується і не набухає у воді, тому його діелектричні властивості не змінюються в умовах підвищеної вологості. Цілком задовільні діелектричні властивості фторопласту-3, не залежна від вологості середа, дозволяють застосовувати його як діелектрик в техніці сильних струмів в особливо відповідальних деталях і пристроях. З фторопласту-3 можуть бути виготовлені складні деталі з великою кількістю отворів і з металевою арматурою (котушки, підстави, гнізда, панелі для електронних ламп, транзисторів і так далі). По хімічній стійкості і робочому діапазону температур фторопласт-3 декілька поступається політетрафторетилену, але значно перевершує більшість відомих полімерних матеріалів. Він стійкий до дії сірчаної, азотної і соляної кислот, „царської горілки”, лугів і багатьох інших хімікатів. Ф-3 володіє хорошою морозостійкістю. Вироби з нього можуть працювати при дуже низьких температурах (мінус 196° З). За літературними даними матеріал при температурі мінус 269,3°С руйнується тільки при навантаженні 3000 кг/см². Коштовною якістю фторопласту-3 в порівнянні з фторопластом-4 є його практична нехладотекучесть і вищі прочностные показники. Ф-3 в загартованому стані, прозорий для видимого світла. Для інфрачервоних променів матеріал прозорий в межах довжин хвиль від 2 до 7,5 мкм. Фторопласт-3 має знижені діелектричні властивості і високі діелектричні втрати (в порівнянні з Ф-4), які обмежують вживання цього полімеру у високочастотній техніці. Проте, при низьких частотах він є коштовним електроізоляційним матеріалом.

Поліметілметакрилат (органічне скло) – твердий прозорий матеріал, що являє собою високомолекулярне з’єднання, утворене внаслідок полімеризації мономера – метилового ефіру метакрилової кислоти. Фізичні властивості: цей безбарвний прозорий полімер за температури більш 110 оС розм'якшується і переходить у в'язкотекучий стан. Горить жовтим із синьою каймою у країв полум'ям, з дуже характерним потріскуванням, поширюючи специфічний запах складних ефірів. Тому матеріал легко переробляється в різні вироби формуванням і литтям під тиском. Поліметілметакрилат перевищує міцність звичайного (силікатного) скла вдесятеро, проте таке скло поступається звичайному в твердості (гострі предмети залишають на ньому подряпини) та хімічної стійкості. На відміну від звичайного скла, оргскло добре пропускає ультрафіолетові промені. Розчиняється в бензолі, дихлоретані, тетрахлорметані. Оргскло застосовується у військовій техніці, авіації, різних вимірювальних приладах, вартових механізмах.

ПВХ (полівінілхлорид) - універсальний термопластичный матеріал, вироблюваний з етилену (продукту нафтохімії) і куховарської солі методом полімеризації винилхлорида. Виробництво ПВХ одне з найскладніших і наукоємких. На виробництві ПВХ задіюють новітні технології і якісне устаткування. ПВХ має наступні властивості:

• Погодостійкість. ПВХ стійкий до агресивних чинників зовнішньої середи і тому є найпоширенішим полімером для виготовлення покрівельних покриттів

• Універсальність. ПВХ може бути як гнучким, так і жорстким

• Вогнезахищеність. ПВХ належить до трудновоспламеняемых матеріалів завдяки наявності хлора в його молекулі

• Довговічність. ПВХ матеріали можуть служити до 100 і більше років

• Гігієнічність. ПВХ - найпоширеніший полімер для виготовлення виробів медичного призначення, зокрема контейнерів для зберігання крові і плазми.

• Енергоефективність. ПВХ володіє високою теплотворною здатністю, при утилізації в мусоросжигателях виділяється велика кількість тепла для обігріву житлових і промислових будівель, і при цьому не забруднюється навколишнє середовище

• Бар'єрні властивості. ПВХ володіє вельми низькою проникністю по відношенню до рідин, пар і газів

• Екологічність. ПВХ містить всього лише 43% похідних нафти, сприяючи тим самим економії непоновлюваної природної сировини

• Можливість утилізації. ПВХ більш, ніж багато інших полімерів, придатний для вторинної переробки

• Безпека. ПВХ так часто піддавався необгрунтованим нападкам, які доводилося спростовувати за допомогою скрупульозних наукових досліджень, що сьогодні це один з самих вивчених в світі матеріалів

• Економічність. ПВХ - найдешевший з великотоннажних полімерів, забезпечуючий для багатьох виробів якнайкраще співвідношення ціна-якість.

Смола ПВХ володіє низькою свето- і теплостійкістю, крім того вона дуже крихка, тому потребує пластифікації. Растрореніє у воді, бензині або спирті не страшно смолі ПВХ. З розвитком синтетичних смол природні втратили своє колишнє значення для промисловості.

Поліамідні смоли є продуктами конденсації дикарбонових кислот з поліметілендіамінамі (нейлон). Вони термопластичні, нерозчинні в бензині, бензолі, ацетоні та інших активних розчинниках, але розчинні у фенолі, трикрезолі, в мурашиній і оцтовій кислотах, а також в суміші фенол - ксилол, фенол - сольвент, крезол - ксилол і т. п.; деякі поліаміди розчинні у водно-спиртовій суміші. Поліамідні смоли нейлоном і капроном є тверді еластичні продукти лінійної будови з молекулярною масою в межах 10000-25000, температурою плавлення в межах 180-250 °С і інтервалом плавлення в межах 3-5 °С (висока концентрація кристалічної фази). Ці продукти знайшли застосування у виробництві синтетичного волокна, відомого під торговою маркою «нейлон», яке по міцності на розрив і по стійкості до стирання перевершує волокна рослинного і тваринного походження. Мала гігроскопічність і висока стійкість до стирання - дуже цінна властивість для ізоляції проводів і виготовлення тканин електроізоляційного призначення.

Поліуретани - клас синтетичних эластомеров з програмованими властивостями. Поліуретани широко застосовуються в промисловості як ефективні замінники гуми - для виготовлення деталей, що працюють в агресивній середі, в умовах великих знакозмінних навантажень і температур. Робоча температура для більшості полиуретанов - від -60° З до +80° С. Допусті м короткочасний (до 24 годин) нагрів до 120° С. Поліуретани мало схильні до старіння, мають низьку температуру оскляння і високу стійкість до дії навколишнього середовища. Поліуретани стійки до абразивного зносу, володіють стійкістю до більшості органічних розчинників, до озону і ультрафіолетових променів, морської води. Міцність зв'язку поліуретан-метал значно вищий, ніж між гумою і металом. Властивості полиуретанов змінюються в дуже широких межах (залежно від природи і довжини ділянок ланцюга між уретановыми угрупуваннями, від структури - лінійна або сітчаста, молекулярної маси, ступеня кристалічності і ін.). Поліуретани можуть бути в'язкими рідинами або твердими (аморфними або кристалічними) продуктами - від високоеластичних м'яких гум до жорстких пластиків (твердість по Шору від 15 за шкалою А до 60 за шкалою D відповідно). Поліуретани стійкі до дії кислот, мінеральних і органічних масел, бензину, окислювачів; по гидролитической стійкості перевершують поліаміди. Лінійні Поліуретани растворимы в деяких полярних розчинниках (наприклад, диметилформамиде, диметилсульфоксиде).

Поліетилентерефталат (лавсан) - термопластик, продукт поліконденсації етилгліколя з терефталевою кислотою (або її диметиловим ефіром); тверда, безбарвна, прозора речовина в аморфному стані і біла, непрозора в кристалічному стані. Переходить в прозорий стан при нагріві до температури склування і залишається в ньому при різкому охолоджуванні і швидкому проході через т.з. "зону кристалізації". Одним з важливих параметрів ПЕТ є "властива в'язкість", що визначається довжиною молекули полімеру. Із збільшенням властивої в'язкості швидкість кристалізації знижується. Міцний, зносостійкий, хороший діелектрик. Фізичні властивості: щільність - 1,38-1,4 г/см?, tрозм. - 245 °C, tпл. - 260 °C, tст. - 70 °C, не розчинний у воді і органічних розчинниках, стійкий в кислотах і в розчинах сл. лугів.

Полікарбонат володіє комплексом цінних властивостей: прозорістю, високою механічною міцністю, підвищеною стійкістю до ударних навантажень, незначним водопоглинанням, високим електричним опором і електричною міцністю, незначними діелектричними втратами в широкому діапазоні частот, високою теплостійкістю, вироби з нього зберігають стабільність властивостей і розмірів в широкому інтервалі температур (від -100 до +135°С). Перераховані вище властивості полікарбонату зумовили його широке застосування в багатьох галузях промисловості замість кольорових металів, сплавів і силікатного скла. Завдяки високій механічній міцності, що поєднується з малим водопоглинанням, а також здатності виробів з нього зберігати стабільні розміри в широкому інтервалі робочих температур, полікарбонат успішно використовується для виготовлення прецизійних деталей, інструментів, електроізоляційних і конструкційних елементів приладів, корпусів електронної і побутової техніки і так далі.

Поліарілати - складні гетероцепні поліефіри. Поліарілатам властиві висока термічна стійкість і морозостійкість, хороші показники механічної міцності і антифрикційні властивості. Поліарілати застосовуються для підшипників, що працюють в глибокому вакуумі без мастила, як матеріали ущільнювачів в буровій техніці.

Пентапласт володіє задовільними електроізоляційними властивостями. Крім того, він водостійкий. З пентапласта виготовляють труби, клапани, деталі насосів і точних приладів, ємкості, плівки і захисні покриття на металах.

Поліформальдегід має температурний інтервал застосовності від -40 до +130єС. Він водостійкий, стійок до мінеральних масел і бензину. Поліформальдегід використовують для виготовлення зубчастих передач, шестерень, підшипників, клапанів, деталей автомобілів, конвеєрів і так далі.