Текстолит: виды, свойства и применение

Электротехнический текстолит – незаменимый конструкционный материал, который широко используется электронике, и радиотехнике, а также в химической промышленности. Главным образом он используется для производства высоконагруженных электрическими и механическими нагрузками деталей, а также механизмов, работающих в условиях трения, агрессивной среде. Уникальные свойства текстолита и применение в разных областях обусловлены его получением методом горячего прессования тканых и нетканых нитепрошивных полотен из натуральных, синтетических, минеральных волокон. Тканевое основание пропитывается термореактивным связующим веществом на основе формальдегидной смолы. В ряде случае в качестве пропитки применяются эпоксидные, фурановые, полиамидные смолы. Форматом изготовления текстолита выступают стержни, большие листы с гладкой поверхностью и неоднородной окраской – от светло-желтого до темно-коричневого цвета. При разрезе можно заметить слоистую структуру композита.

Состав текстолита обеспечивает ему повышенную механическую прочность, стойкость к сжатию и ударам. Детали текстолита отлично выдерживают трение, вибрации, знакопеременные электрические нагрузки. Он выдерживает нагрузки в 1,5 раза больше, чем максимально допустимые показатели. Кроме прочего изделия химически инертны, выдерживают воздействие агрессивных веществ, включая кислоты, щелочи, растворители и масла. Но одним из самых ценных свойств электротехнического текстолита является способность выдерживать электроизоляцию.

Производство текстолита

Текстолит относится к разновидностям слоистого пластика, получаемого методом горячего прессования. Его основой выступают тканые материалы и нетканые прошитые нитями полотна из натуральных, синтетических и углеводородных волокон. Это полотна погружают в специальные емкости со смолами, разогретыми до 40 ^o С. Ткань пропитывается связующим веществом, после чего полотно отжимают и размещают на сушку. Дальше материал режут и спрессовывают методом горячего прессования при высокой температуре. Охлаждаются пластины также под давлением, в результате чего образуется легкий электротехнический текстолит с ценными уникальными свойствами.

По ГОСТу листы могут иметь разный оттенок – от бледно-желтого до насыщенного коричневого, допускается неравномерный цвет и глянец. Из-за технологии производства на листах могут наблюдаться выбоины, царапины, неровности. Но дефекты не должны занимать более половины поверхности. При обрезке торцы не должны расслаиваться, трескаться, исключены инородные включения.

Виды и марки материала

Существуют разные виды текстолита, которые отличаются составом, сферой применения и эксплуатационными свойствами. Основными формами выпуска выступают втулки, стержни, листы. Материал делится на следующие марки:

• ПТ – поделочный текстолит, относится к самому простому и недорогому типу. Его производят на хлопчатобумажной основе. Применяется для изготовления деталей, которые не подвергаются высоким нагрузкам и трению. Стержни поделочного текстолита часто выступают базой для декоративных ручек ножей.
• ПТК – поделочный текстолит конструкционный делают также на хлопчатобумажной основе, но он обладает улучшенными свойствами и легко поддается обработке. Из него делают втулки, подшипники, кольца, червячные шестерни и иные конструкционные детали. Преимуществом запчастей из ПТК по сравнению с металлическими аналогами выступает легкий вес, срок службы, дольше в 10 раз, а также бесшумность в работе. Материал хорошо фрезеруется, обтачивается, пилится и сверлится без трещин и сколов. Детали из ПТК могут работать при температуре от –40C до +105C.
• ПТГ – при его производстве полотно пропитывается термореактивным связующим и графитом, после чего из листов делают уплотнительные шайбы для водных насосов.
• ПТМ – поделочный текстолит машиностроительный, он применяется для эксплуатации деталей, соприкасающихся с разогретыми смазочными веществами. Он имеет тканую основу. Из него делают втулки, кулачки, шестерни, подшипники. Благодаря улучшенным свойствам, детали выдерживают температуру эксплуатации до +120C. ПТМ выделяется высокой плотностью и улучшенной стойкостью на сжатие и излом.
• ПТН – производится из нетканого нитепрошивного полотна. Он нашел применение при изготовлении монтажных панелей, прокладок, деталей общего назначения.
• Марка А и Б – текстолит электротехнический, наиболее распространенная разновидность, которая используется при производстве деталей, испытывающих знакопеременные электрические и механические нагрузки. Детали могут находиться в трансформаторном масле и выдерживают воздействие тока частоты 50 Гц. Диапазон рабочих температур –65С до +105С. Марка А часто применяется при производстве печатных плат. Марка Б в виду улучшенных механических свойств и повышенной прочности служит главным образом конструкционным материалом.
• Асботекстолит – его основой служит асбестовое полотно из минеральных волокон, переплетенных с хлопчатобумажными и вискозными. Отличные фрикционные свойства объясняются его применение в качестве основы для деталей тормозных устройств, узлов сцепления и прокладок, эксплуатируемых при повышенных температурах. Асботекстолит применяется в авиакосмической отрасли как внешняя и внутренняя теплозащита. Он способен длительное время выдерживать температуру до +200ºС, недолго температуру в диапазоне от 250 до 500ºС и даже кратковременно скачки температурой до 1800-4500C.
• Стеклотекстолит – основа из стекловолокна объясняет высокую стойкость материала к механическому, химическому, тепловому воздействию, повышенной влажности и электротоку. Он выдерживает температуру до 450ºС, а кратковременно скачки температуры – до 1000ºС. Листы этой марки используются при обустройстве теплоизоляции.

Характеристики и свойства текстолитов определяются его конкретным видом. Свойства материала зависят от того, по какой технологии он был изготовлен.

Преимущества и недостатки

К безусловным преимуществам текстолита электротехнического относят высокую прочность, способность выдерживать экстремальные температуры, а также универсальную сферу применения из-за длительного срока службы и стойкости к трению. Изделия из текстолита характеризуются легким весом при механической прочности, сопоставимой со сталью. Вне зависимости от марки, все детали из текстолита обладают такими плюсами, как:

• устойчивость к химически агрессивным средам;
• диэлектрические характеристики: отличный электроизолятор;
• высокая огнестойкость: способность выдерживать повышенные температуры;
• стойкость на разрыв, растяжение и сжатие;
• податливость формовке и обработке: шлифовке, раскройке, резке, сверлению, штамповке;
• противостояние вибрациям;
• устойчивость к повышенной влажности;
• прочность, сопоставимая со сталью, при весе текстолита в 3,5 раза меньше.

Среди недостатков отмечают:

• предел запаса прочности;
• соблюдение определенных условий при хранении для поддержания заявленных эксплуатационных характеристик;
• образование токсичной пыли от пропитывающих полотно смол в ходе шлифовки или резки;
• при накале до температуры свыше 400 °C листы текстолита выделяют едкие пары, включая фенол;
• срок годности – от 3 до 5 лет.

Изделия из текстолита

Текстолит благодаря своим выдающимся характеристикам при доступной стоимости широко востребован в различных отраслях промышленности: электротехническом машиностроении, радиотехнике, радиоэлектронике, химическая индустрия, авиастроение, металлургия. Исключительные свойства материала объясняются его использование при изготовлении таких изделий, как:

• уплотнительные кольца;
• шестеренки;
• малоинерционные кулачки;
• амортизирующие прокладки;
• подшипники;
• электроизолирующие ролики;
• колодки зажимов, работающие под напряжением;
• светодиодные модули;
• детали для станков на химических производствах;
• печатные платы

и др.