Propiedades solidos de alta polimería para bobinas

CAPITULO II

MATERIALES ELECTROAISLANTES SOLIDOS DE ALTA POLIMERIA

2.1 Introducción.

Los materiales electroaislantes sólidos de alta polimería (polímeros), también conocidos como plásticos, constan de molécu¬las voluminosas compuestas por decenas y cientos de miles de moléculas monómeras. Estos compuestos comúnmente denominados RESINAS por tener cierta semejanza de naturaleza química y física con algunos compuestos naturales (caucho, ámbar, etc.) así deno¬minados, pueden ser flexibles o no flexibles, y termoplásticos o termofijos respectivamente.

Una característica particular de los polímeros es que todos poseen buenas propiedades electroaislantes. En especial los que se emplean como materiales electroaislantes se caracterizan además por ser poco higroscópicos e insolubles en agua.

Como se deduce de lo expuesto en el primer párrafo, la polimerización es el proceso de combinación de la sustancia de partida (monomérica) en moléculas grandes de una sustancia super¬polimérica, sin variar su composición elemental, para formar una nueva sustancia. Por ejemplo, las moléculas de la sustancia original A se unen para la formación de la nueva sustancia

-A-A-A-A-A-A-A-A-A-A-A-A-A-A-A-A-A-

No obstante lo ejemplificado anteriormente, el proceso de polimerización puede devenir en la obtención de macromoléculas lineales (polímeros lineales) y de macromoléculas desarrolladas en el espacio (polímeros tridimensionales).

En la TABLA 5 se ofrecen las características de un grupo de resinas sintéticas.

Desde el punto de vista de la aplicación de los dieléctricos de alta polimería en el aislamiento de la MER se encuentran en primer lugar los Dieléctricos Sólidos Policondensados.

Uno de los criterios que se siguen para clasificar a los plásticos está basado en su proceso de polimerización, a saber:

-Polimerización por adición;

-Polimerizacion por condensación.

La polimerización por adición es aquella en la que el monó¬mero se une a otro y este a su vez a un tercero y así sucesiva¬mente formando la cadena polimérica.

La polimerización por condensación o policondensación es un proceso de unión de las moléculas de varias sustancias iniciales (monoméricas) en moléculas grandes de sustancias superpolímeras. O sea es aquella en la que un monómero reacciona con otro monóme¬ro distinto para producir un tercer monómero, que es el que se repite a lo largo de la cadena. Este proceso se realiza en general en varias etapas.

Los dieléctricos obtenidos como resultado de la policonden¬sación poseen propiedades aislantes inferiores a los obtenidos como resultado de la polimerización. Esto se debe fundamental¬mente al desprendimiento de agua, ácidos, gases y otras sustan¬cias ligeras, durante el proceso de policondensación, que, al descomponerse en iones aumentan la conductibilidad del material. Entre los dieléctricos policondensados mas comunes en nuestra esfera se encuentran las resinas de poliester y las epoxídicas.

TABLA 5.Características de las resinas sintéticas.(*)

Clasificación de las resinas por su naturaleza

físico-química Resinas Densidad (Mg/m3) Resist. al calor

(ºC) Resitivid.

(.m) Permitivid. Tan 

(*10-3) Rig. Dieléctrica

(MV/m)

No Polietileno 0.91-0.97 80-90 1013-1015 2.3-2.4 0.1-0.5 15-20

pola- Poliestireno 1.05 70-80 1014-1015 2.4-2.6 0.1-0.5 20-35

O De Ter- res Politetrafluoretileno 2.3 1015-1016 1.9-2.1 0.1-0.3 20-30

r Poli- mo

g adi- Plas- P Cloruro de Polivinilo 1.4-1.7 60-70 1013-1014 3-5 30-80 15-20

á ción ticas o Metacrilato de 1.2 70-90 1011-1012 3.5-4.5 20-80 20-35

n l Polimetilo

i a Poliamidas 1.1-1.5 100-120 1011-1012 3-4 15-35 15-20

c Ter- r

a De mo e Epoxicas 1.1-1.25 120-140 1012-1013 3-4 10-30 20-80

s Poli- esta- s Fenol-Formaaldeido 1.25-1.30 105-120 1011-1012 5.0-6.5 10-100 10-20

con- bles Poliesteres 1.1-1.45 110-150 1011-1014 3.0-4.5 2-20 15-25

Semi- den

orgá- sa Organosilicicas 1.6-1.75 180-220 1012-1014 3-5 10-30 15-25

nicas ción

(*) Datos Aproximados de Resinas Eletroaislantes en Estado no Orientado y sin Carga.

Los grados de endurecimiento de los polímeros termoreactivos se clasifican en estados A, B y C, al mismo tiempo al tomar como base tal clasificación hace falta la acción de un grado de acaba¬do de reacción r para un polímero dado para un nivel del proceso de reacción en un punto de formación de la sustancia rk.

Polímero en estado A: Este es un polímero para el cual r << rk;

Polímero en estado B: Se caracteriza porque se encuentra cerca del punto de formación de la sustancia r  rk;

Polímero en estado C: Este es un polímero para el cual r >> rk;

El polímero en estado A se funde y se disuelve. El polímero en estado B se caracteriza porque se encuentra cerca del punto de formación de la sustancia pero se disuelve ya muy mal. El polí¬mero en estado C tiene fuertemente unida su estructura por lo que no se funde bajo la acción del calor hasta la misma temperatura de descomposición y no se disuelve.

Frecuentemente para la transformación del polímero se tran¬sita por el estado B, por lo menos una serie de capas se trans¬forman aunque el polímero esté en estado A. Como resultado del último endurecimiento el polímero llega al estado C.

En el punto de formación de la sustancia se observa la formación del "gel" o de indisolución del polímero. (en calidad de punto de formación de la

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