Высоконагревостойкая электрическая изоляция - Свойства слоистых пластиков на основе полиалюмоорганосилоксана и слюдопластовой бумаги

На основе слюдопластовой флогопитовой бумаги и полиалюмоорганосилоксана получен слоистый пластик - слюдогетинакс СГВН. Ниже приведены результаты исследования электрических (р и ЕПр) и механических (δya и δизг) свойств слюдогетинакса СГВН до 600 °С в сравнении с асбогетинаксом АГВН и стеклотекстолитом СК-10С до 350 °С, а также асбогетинаксом АГН-7 [1,2] и стеклотекстолитом СТАФ-1 до 600 °С. Асбогетинаксы АГВН и АГН-7 получены из хризотиловой асбестовой бумаги и соответственно из кремнийорганического или алюмофосфатного связующего, а стеклотекстолиты СК-10С и СТАФ-1 - из стеклоткани и тех же связующих.
Образцы слюдогетинакса СГВН в исходном состоянии нагревали до 350 °С и выдерживали при этой температуре 6 ч (для исследований при температуре 350 °С) или нагревали до 600 °С и выдерживали при этой температуре 6 ч (для исследований при 600 0 С).
Исследовались температурные зависимости электрических и механических свойств слюдогетинакса СГВН в сравнении со свойствами слоистых пластиков АГВН, СК-10С, АГН-7 и СТАФ-1 (рис. 6.7-6.9, табл. 6.9). Из полученных данных видно преимущество слюдогетинакса СГВН.

Рис. 6.7. Температурная зависимость р слюдогетинакса СГВН, термообработанного при 350°С, в сравнении с температурной зависимостью других слоистых пластиков:
1 - СГВН; 2 - АГВН; 3 - СК-10С
Рис. 6.8. Температурная зависимость р слюдогетинакса СГВН, термообработанного при 600 °С, в сравнении с температурной зависимостью других слоистых пластиков:
1 - СГВН; 2 - АГН-7; 3 - СТАФ-1

Рис. 6.9. Температурная зависимость tgδ (1) и ег (2) слюдогетинакса СГВН после 2000 ч старения при 600 °С
Рис. 6.10. Зависимость р слюдогетинакса СГВН от времени старения при разных температурах:
1,2- старение при 350 °С; 3, 4 — при 600 °С; 1,3- испытание при 100 С; 2, 4 — испытание при температуре старения
Таблица 6.9. Свойства слюдогетинакса СГВН в сравнении со свойствами слоистых пластиков на основе стеклоткани или асбобумаги

о
*Термообработан при 350 С.
**Термообработан при 600 °С.

При нагревании слюдогетинакса уровень его электрических и механических свойств снижается, что объясняется процессами начальной термоокислительной деструкции полиалюмоорганосилоксана, выражающейся в частичном окислении и отрыве органических групп при температурах 300-400 °С. При более высоких температурах (400- 600 °С) наряду с окислением органических групп начинается химическое взаимодействие продуктов деструкции полимера с флогопитом, приводящее к образованию неорганического материала, как было показано ранее, в §6.2.

Взаимодействием наполнителя со связующим, по-видимому, и объясняется более высокий уровень р в области температур выше 100 °С у слюдогетинакса СГВН, гермообработанного при 600 °С, по сравнению с этим параметром у СГВН, термообработанного при 350 °С (рис. 6.7, 6.8).
При длительном воздействии температур 350 и 600 °С начавшиеся химические превращения продолжаются. Исследовались зависимости свойств слюдогетинакса СГВН от времени старения при температурах 350 и 600 °С (рис. 6.10, табл. 6.10, 6.11).
В процессе старения при температурах 350 и 600 °С величина Епр слюдогетинакса СГВН с учетом разброса показателей за счет неоднородности материала (испытания выполнены на разных образцах вследствие их разрушения в процессе испытания) практически не изменяется. Уровень Епр практически не зависит от температуры старения вплоть до 4000 ч.
Значение δизг снижается в течение 1000 ч старения, пока в материале проходят структурные превращения вследствие взаимодействия компонентов, как показано ранее, в § 6.2, далее стабилизируется; δуД практически не зависят от времени старения (с учетом разброса показателей за счет неоднородности материала).

Таблица 6.10. Зависимость ЕПр, МВ/м, слюдогетинакса СГВН от времени старения при разных температурах

Примечание. При значениях со знаком > происходит перекрытие по поверхности образца.

Таблица 6.11. Зависимость механических свойств слюдогетинакса СГВН от времени старения при разных температурах

Рис. 6.11. Зависимость р слюдогетинакса СГВН от времени выдержки в условиях относительной влажности 93 % при 20 °С:

1 - до термообработки; 2 — после 6 ч термообработки при 600 °С

Исследована зависимость р слюдогетинакса от времени выдержки в среде с относительной влажностью 93% при температуре 20 °С (рис. 6.11). После 24 ч увлажнения р снижается на четыре порядка, далее стабилизируется. При этом уровень электрического сопротивления достаточно высок - 108 Ом м, в то время как значение р асбогетинакса АГВН на кремнийорганическом связующем после 48 ч увлажнения при тех же условиях составляет 106 Ом-м. Термообработка слюдогетинакса СГВН при температуре 600 °С - 6 ч не влияет на его влагостойкость. После 240 ч увлажнения слюдогетинакса значение Епр равно 5—6 МВ/м, что превышает значение Епр слоистых пластмасс АГН-7 и СТАФ-1 в исходном состоянии.