книги из ГПНТБ / Базарова Ф.Ф. Органические и неорганические полимеры в конструкциях радиоэлектронной аппаратуры

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

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

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

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—]„,

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

5

( 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 +

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

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

эксплуатации, более продолжительные сроки службы . Однако серьезными препятствиями для использования пространственных полимеров в технике являются неплав­ кость и нерастворимость, что делает их непригодными для' переработки в изделия методами пластической де­ формации и для получения на их основе таких важнейших полимерных материалов, как клеи, лаки, эмали, герметики, компаунды . Это обстоятельство послу­ ж и л о поводом для создания и использования многочис­ ленных линейных продуктов поликонденсацпн — олигомеров, которые обладают плавкостью и растворимостью и одновременно способностью вступать во взаимодейст­ вие с различными веществами.

Изделия и покрытия из жидких или твердых олигомерных продуктов или композиций па их основе полу­ чают обычными методами (прессованием, литьем и т. д.) Обеспечение необходимых эксплуатационных свойств таких изделий и покрытий достигается за счет преобра­ зования линейного олигомера в пространственный поли­ мер. Процесс перехода линейного продукта в простран­ ственный называют отверждением. Отверждение проис­ ходит за счет взаимодействия олигомера с химически активными веществами — отвердителями. Оно сопровож­ дается .резким увеличением молекулярного веса полиме­ ра, повышением его твердости, прочности, термостойко­ сти, улучшением электроизоляционных свойств.

металлургия. В настоящее время синтезировано боль­ шое количество органических, элементоорганических и неорганических полимеров, которые нашли широкое ис­ пользование в технике в виде пластиков, каучуков, за­ щитных покрытий, электроизоляционных и конструкци­ онных материалов.

Обычно понятие полимер в первую очередь ассоции­ руется с органическими веществами. Это обусловлено

рам присущи такие серьезные недостатки, как горючесть, недостаточно высокая термостабилыюсть, невысокая

8

твердость и формоустойчивость. В т о ж е время совре­ менная электроника предъявляет повышенные требова­ ния к невоспламеняемости, термостабильности, негорю­ чести, химической стойкости, стабильности параметров материалов при очень низких и при очень высоких тем­

тоорганических полимеров могут служить кремнийорга-

ливочных, герметизирующих 'композиций, являются свя­

мость в органических растворителях, гидрофобность. По электроизоляционным свойствам кремпийортанические

9