O poliestireno reticulado (CPS) é um copolímero reticulado com uma estrutura de rede a granel sintetizada pela reação de copolimerização por reticulação de radicais livres usando estireno (ST) como monômero e divinilbenzeno (DVB) como agente reticulador, e sua fórmula estrutural é mostrada na figura 2.
Graças à sua estrutura reticulada, o CPS de poliestireno reticulado possui excelentes propriedades dielétricas, além de maior estabilidade térmica, resistência química, resistência a quebra de alta tensão, alta resistência à radiação, alta módulo e estabilidade espacial, etc. Ele tem uma ampla Gama de necessidades de aplicativos em janelas de microondas, radomos de mísseis, sistemas de orientação, conversores de sonar, radomos de substrato de circuito de alta frequência e janelas de antena de satélites de comunicação militar.
Propriedades excelentes de poliestireno reticulado
Baixa densidade: densidade 1,05g/cm³, 15% menor que a resina acrílica, metade menor que o PTFE.
Propriedades dielétricas: constante dielétrica de 2,53, fator de perda tão baixo quanto 0,0004, estável e nenhuma mudança significativa nas propriedades dielétricas em diferentes frequências (especialmente em 1MHz ~ 500 GHz); Adequado para lentes de microondas, circuitos de microondas, antenas, conectores de cabos coaxiais, transdutores de som, antenas de satélite de TV e lentes de sonar.
Resistente ao impacto de alta tensão: força dielétrica> 21kV/mm, muito superior à resina acrílica, resina epóxi, poliuretano e outros plásticos; O poliestireno reticulado pode suportar altas tensões, pode ser usado para isoladores de alta tensão, a fabricação de acessórios resistentes a alta tensão, como caixas de comutador espaçador. Por exemplo, o rexolito de poliestireno reticulado da C-LEC foi usado com sucesso para cones isolantes de alta tensão, e seu desempenho é melhor que o das resinas acrílicas.
Resistência à radiação: O poliestireno reticulado possui excelente resistência à radiação, o que é melhor que a maioria dos plásticos, e sua perda dielétrica é quase inalterada quando exposta a 1000 mrads de irradiação. As propriedades mecânicas permanecem boas sob irradiação de partículas.
Rigidez e estabilidade dimensional: O poliestireno reticulado não tem deformação permanente ou fluxo plástico e é produzido e preparado com alívio interno do estresse, e não precisa ser aliviado de estresse novamente em uso posterior, por isso tem as vantagens de alta rigidez e boa estabilidade dimensional. Por exemplo, o rexolito não produz deformação permanente ou fluxo plástico sob cargas de 10 a 2.000 psi e temperaturas de 20 a 50 graus Celsius. Além disso, o processo de fundição é realizado em condições livres de estresse; portanto, não há necessidade de assistência ao estresse antes, durante ou após a usinagem da peça.
Faixa de temperatura ampla: temperatura de trabalho recomendada de 100 ° C; Temperatura de transição vítrea de 114 ° C; Excelentes propriedades dielétricas de -270 ° C a 176 ° C (sem carga por períodos curtos).
Excelentes propriedades ópticas: o poliestireno reticulado possui propriedades ópticas excelentes, com transmitância de luz essencialmente igual à das resinas acrílicas e uma transmitância de luz visível de 87% para uma folha de espessura de uma polegada. O índice de refração de 1,59, 1,604, 1.585 corresponde a 589, 486, 656 nm de luz incidente, respectivamente. Usado em combinação com lentes acrílicas para correção de cores.
Excelente desempenho acústico: a barreira sonora do poliestireno reticulada é próximo à da água, com uma velocidade de propagação sonora de 93*10 "1 seg e permeabilidade ao ar desprezível. Sua absorção de água é inferior a cinco dez milésimos, imerso em água fervente Por 1000 horas, a constante dielétrica não muda.
Excelente resistência química: boa resistência química a ácidos, álcalis, soluções de sal, solventes de hidrocarbonetos alifáticos; O contato com hidrocarbonetos aromáticos pode levar ao inchaço e deve ser evitado.
Boa usinabilidade: pode ser processada usando qualquer forma de método de usinagem. Devido à alta resistência ao fluxo frio e à ausência de estresse, ele pode ser cortado mecanicamente ou com um feixe de laser com pequenas tolerâncias e uma precisão de 0,0001 após a moagem; Não rachará se as ferramentas nítidas forem usadas e se não for superaquecida durante o surgimento.
Princípio da síntese do poliestireno reticulado
Embora o poliestireno reticulado (CLPS) seja um material de isolamento dielétrico de baixo desempenho de alto desempenho, apenas poucas empresas dominaram a síntese e a tecnologia de fabricação, a principal dificuldade está no processo de fabricação de CPS, a complexidade da moldagem termoestiva é muito alta ; Seguido pela lacuna no desempenho de diferentes matérias -primas, e a fabricação dos materiais funcionais também é muito diferente.
A síntese de materiais de poliestireno reticulados em bloco e grande reticulação precisa ser realizada pelo método de propriedade + agente de reticulação, que desencadeia a polimerização em reticulação sob a ação do iniciador, calor, luz ou raios de irradiação. O processo específico de polimerização é o seguinte:
O estireno (ST) e o divinilbenzeno (DVB) sob a ação do iniciador (Azobisisobutyronitrila (AIBN)), luz UV, raios γ, etc., reação de co-polimerização por radicais livres, e a equação da reação é mostrada na figura na figura 3. No estágio de baixa conversão, ST e DVB serão realizados de acordo com a reação de co-polimerização de radicais livres e, quando a taxa de conversão do monômero atingir um certo grau, a reação de gel ocorrerá. Como a atividade da primeira ligação dupla de divinilbenzeno contendo duas ligações duplas é muito maior que a do segundo, muitas “ligações duplas penduradas” são geradas na cadeia macromolecular linear de poliestireno no início da reação de polimerização; A atividade da segunda ligação dupla é muito menor e, uma vez que a polimerização dessas ligações duplas penduradas começa, isso significa que o processo de gelificação começa e o polímero a granel reticulado é produzido imediatamente. Um polímero a granel reticulado é produzido imediatamente.
Áreas de aplicação para poliestireno reticulado
A CPS mantém uma constante dielétrica de 2,53 na faixa de 500 GHz e possui um fator de dissipação extremamente baixo. Inclua o seguinte:
Militares
O CPS é amplamente utilizado nas forças armadas devido à sua alta resistência dielétrica e transparência de microondas. É usado em sistemas de radar, munições guiadas por precisão, equipamentos de comunicação de alta frequência, equipamentos de guerra eletrônica e componentes ópticos dos sistemas de vigilância, fornecendo maior clareza de sinal, confiabilidade e durabilidade em ambientes militares exigentes.
Aeroespacial
As propriedades leves e estabilizadoras da CPS em uma variedade de condições ambientais o tornam adequado para aplicações aeroespaciais. É usado em componentes que precisam suportar temperaturas e pressões extremas sem deformação ou perda de função. Seu uso em sistemas de radar, especialmente em aeronaves e satélites, é significativo devido à sua transparência para microondas e outras formas de radiação.
Telecomunicações
Para eletrônicos e telecomunicações, a alta resistência dielétrica do CPS e a tangente angular de baixa perda o tornam ideal para componentes que exigem transmissão de sinal eficiente e perda mínima de energia. É usado em aplicações de alta frequência, como antenas, conectores e isoladores. Minimiza a perda de sinal, o que é fundamental para manter a integridade das comunicações em equipamentos eletrônicos avançados.
Médico
No setor médico, o CPS é usado em aplicações em que sua transparência de radiação é crítica. Encontrado em componentes de equipamentos de diagnóstico de imagem, como máquinas de raios-X e scanners de ressonância magnética, o CPS permite que várias formas de radiação passem por não perturbadas, o que é fundamental para criar imagens claras e precisas.
Pesquisa científica
As organizações de pesquisa utilizam a CPS para clareza óptica e precisão em instrumentos científicos. É usado em componentes de sistemas ópticos e em configurações experimentais, onde suas propriedades estáveis e não reativas são importantes. Sua resistência química também o torna adequado para equipamentos de laboratório expostos a uma ampla gama de produtos químicos.
Fabricação
O CPS é avaliado por sua processabilidade e estabilidade em uma variedade de ambientes industriais. É usado na fabricação de componentes de precisão, onde o tamanho e a retenção de forma precisos são críticos. Sua resistência a uma ampla gama de produtos químicos o torna o material de escolha em ambientes onde a resistência à corrosão é necessária.
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