Полимерные диэлектрики пленочных конденсаторов

Свойства органических полимеров и факторы, влияющие на применение полимерных материалов.

У любых полимеров органического типа (в частности, у тех, которые применяются в качестве диэлектриков плёночных конденсаторов) имеется собственная особенная топология. При этом регулярность или организация мономерных звеньев вдоль макромолекулярной цепи полимера являются вообще определяющим фактором, от которого зависят как физические, так и химические свойства рассматриваемого материала:

• кристалличность;
• прочность;
• тепловые характеристики и т.д.

Для кристаллических зон, определяющих, в том числе, некоторые свойства полимеров, характерна чёткая упорядоченность и плотное расположение цепей. Такая строгая структурированность как раз и отвечает за повышенную жёсткость, прочность и устойчивость к деформациям. Так что кристалличность является одним из ключевых факторов полимера.

Инструменты создания сополимера с заданными физико-химическими параметрами и эксплуатационными характеристиками

Такими инструментами служат изотактические, синдиотактические и атактические полимеры, а также инструмент сополимеризации.

Начать стоит с изотактических полимерных инструментов, поскольку их мономерные звенья располагаются таким образом, что остаются на одной и той же стороне матрицы полимера. Подобная упорядоченность и равномерность ведут к образованию высокого уровня кристалличности, а от этого, как уже упоминалось выше, напрямую зависят механические свойства материала. Чем выше кристалличность полимера, тем прочнее и плотнее он будет. Повышение прочности касается не только растяжения, но и уровня жёсткости, а также твёрдости материала. Яркими представителями этой полимерной категории являются изотактический полипропилен, а также аналогичный полиэтилен. Эти материалы сегодня активно используется практически во всех промышленных отраслях (например, при производстве упаковки, конструкционных пластмасс и многого другого).

Однако стоит упомянуть:

• синдиотактические полимеры (тот же синдиотактический полистирол), мономерные звенья в которых располагаются на противоположных сторонах цепи, что также способствует не только повышению уровня кристалличности, но и значительному улучшению термической стабильности (а также точному установлению температуры плавления);
• атактические полимеры (например, атактический полипропилен), характерным свойством которых является неструктурированное расположение мономерных звеньев вдоль цепи полимера. Отсутствие чёткой организации в данном случае ведёт к снижению уровня кристалличности и, соответственно, к повышению гибкости и эластичности материала.

Изотактические и синдиотактические материалы, имеющие строго упорядоченные мономерные звенья и высокий уровень кристалличности, обладают обычно более высокие температуры плавления. Соответственно, материалы с неупорядоченными мономерными звеньями и низким уровнем кристалличности (атактические полимеры) начинают плавиться при значительно более низких температурных показателях.

Зная обо всех описанных параметрах, можно экспериментировать с улучшением эксплуатационных свойств полимеров. Как раз такое «смешение» монополимеров и называют сополимеризацией. Комбинирование материалов с различными физико-химическими свойствами даёт возможность создавать самые разные инструменты с широким спектром физико-химических параметров, требующихся для той иной производственной сферы.

Например, если скомбинировать мономеры стирола и бутадиена, то получится бутадиен-стирольный каучук. Этот материал знаком любому из нас, поскольку именно его применяют для изготовления шин, покрышек, обуви, конвейерных лент и других продуктов, имеющих в составе «прорезиненные» вставки, и для которых важна не только долговечность, но и гибкость.

Комбинация стирола, акрилонитрила и бутадиена даст в итоге акрилонитрил-бутадиен-стирол, для которого характерна не только повышенная ударная вязкость, но и отличная стойкость к химическому воздействию, и простота обработки. Благодаря этим характеристикам материал является на сегодняшний день одним из наиболее популярных в промышленном производстве. Его применяют в машиностроении, автомобильном производстве, производстве компонентов и оборудования для агрегатов 3D-печати и многого другого.

По сути, методика сополимеризации даёт пользователю возможность создавать самостоятельно полимеры «по запросу», с чётко выверенными требуемыми характеристиками и свойствами. И несмотря на то, что последние десятилетия ознаменовали некоторые изменения в подходе к подбору исходных материалов (это связано с ужесточением требований к охране окружающей среды и экологии в целом), методика всё ещё остаётся весьма популярной в отдельных отраслях промышленности.