Синтетические жидкие диэлектрики.
К синтетическим жидким диэлектрикам относят хлорированные углеводороды, кремний органические жидкости, фторорганические жидкости.
Применение синтетических жидких диэлектриков предпочтительно в тех случаях, когда они по свойствам превосходят электроизоляционные масла. Например, если требуется применение неполярных жидких диэлектриков или жидких диэлектриков с более высокой пожаро- и взрывоопасностью, чем у электроизоляционных масел.
Хлорированные углеводороды получают заменой некоторых или даже всех атомов водорода атомами хлора у различных углеводородов. Наиболее часто применяют полярные продукты хлорирования дифенила. Хлорированные дифенилы, а также газы, которые образуются при воздействии на эти жидкости электрической дуги, токсичны. Поэтому в ряде стран применение хлорированных дифенилов для пропитки конденсаторов запрещено законом. Наиболее известными представителями этой группы являются совол и севтол-10. Атомы в молекулах этих материалов расположены несимметрично, поэтому совол и севтол-10 являются полярными.
Кремнийорганические жидкости - это продукт синтеза кремнистых и углеродистых соединений, свойства которых определяются типом органических радикалов. В соответствии с этим различают полидиметилсилоксановые, полидиэтилсилоксановые и полиметилфенилсилоксановые жидкости.
Эти жидкости характеризуются высокой нагревостойкостью, низкой температурой застывания Г, малым температурным коэффициентом вязкости, химической инертностью, малыми диэлектрическими потерями (тангенс угла диэлектрических потерь tg5) и низкой гигроскопичностью.
Хорошо очищенные жидкости обладают ε =2.5 - 3.5, tgδ <10-3 , ρ >1012 Ом·м. Обычно у этих соединений повышенная, по сравнению с маслом, температура вспышки. Некоторые жидкости на основе модифицированных полиметилэтилсилоксанов имеют температуру вспышки около 300°С. К недостаткам силоксанов относится то, что исследованные кремнийорганические жидкости не могут обеспечить пожаробезопасность и, следовательно, не могут полностью заменить хлордифенилы. Кроме того, они в несколько раз дороже трансформаторного масла
ПОЛИМЕТИЛСИЛОКСАНОВЫЕ ЖИДКОСТИ (ПМС) представляют полимеры линейного и разветвленного строения общей формулы:
(CH3)3SiO [SiO(CH3)2]n Si(CH3)3
Они отличаются от других кремнийорганических полимеров более пологой температурной кривой вязкости. Вязкость ПМС в зависимости от их молекулярной массы может изменяться от 1,5 до 1. 106 сСт. Отличные поверхностно-активные свойства ПМС позволяют широко использовать их в качестве поверхностно-активных и противопенных добавок, антиадгезивов, основ смазок, теплоносителей и т.д.. Кроме того, они коррозионностойки и имеют высокие диэлектрические показатели.
Полиметилсилоксановые жидкости получаются гидролизом диметилхлорсиланов с триметилхлорсиланами. Они не растворяются в спиртах и ацетоне, обладают высокой инертностью и не влияют на свойства металлов и резин при контакте с ними.
Используется в электронных системах в качестве диэлектрической охлаждающей среды (например при майнинге), для эффективного и равномерного отведения тепла.
Физико-химические свойства полиметилсилоксановых жидкостей
| Кинематическая вязкость, сСт: (в зависимости от марки жидкости) при 20 °С |
4,5-1050,0 |
| Температура вспышки в открытом тигле, °С (в зависимости от марки) | 116-316 |
| Температура застывания, °С (в зависимости от марки) | -100 –(-60) |
| Температура кипения при остаточном давлении 0,13–0,5 кПа, °С: ПМС 5-10, более ПМС 10-40, более ПМС 50-1000, более |
170-250 Более 250 300 |
| Содержание кремния, % (в зависимости от марки) | 35,5-38,5 |
| Температура самовоспламенения жидкостей (в зависимости от марки), °С | 330-400 |
| Температурные пределы воспламенения паров в воздухе (в зависимости от марки), °С, нижний | 128-214 |
| Температурные пределы воспламенения паров в воздухе (в зависимости от марки), °С, верхний | 256-297 |
| Плотность, г/см3, при 20 °С | 0,91-0,98 |
| Плотность, г/см3, для жидкостей с вязкостью больше 1,03 – 1,04 200 сСт, при минус 60 °С |
1,03-1,04 |
| Растворимость, %, в воде, менее | 0,2 |
| Растворимость, %, в ароматических и хлорированных углеводородах | 100 |
| Растворимость в спирте, ацетоне для ПМС 5-10 | полная |
| Коэффициент теплопроводности при 20 °С, Вт/м∙К | 0,167 |
ПОЛИЭТИЛСИЛОКСАНОВЫЕ ЖИДКОСТИ (ПЭС)
Полидиэтилсилоксановые жидкости представляют собой смеси полиэтилсилоксанов. Бесцветны.
Полиэтилсилоксановые жидкости представляют собой смеси олигомеров в основном линейной структуры общей
Специфическими особенностями полиэтилсилоксановых жидкостей являются их хорошая совместимость с минеральными и синтетическими маслами, хорошие смазывающие свойства, низкая температура застывания (ниже -700С) и инертность по отношению к большинству конструкционных материалов.
Полиэтилсилоксановые жидкости бесцветны, без запаха, химически инертны. Они растворимы в ароматических и хлорированных углеводородах, нерастворимы в низших спиртах и воде.
Полиэтилсилоксановые жидкости нетоксичны, взрывобезопасны.
В настоящее время выпускают полиэтилсилоксановые жидкости марок : ПЭС-2, ПЭС-3, ПЭС-4, ПЭС-5,
Основные свойства полиэтилсилоксановых жидкостей (ГОСТ13004-77):
| Марка | Вязкость при 20°С, сст | Т, °С кипения 1-3 мм.рт.ст | Т, °С Вспышки не ниже | Плотность при 20°Сг/см3 | Температура Застывания | Показатель преломления |
| ПЭС-1 | 1,5-4,5 | Не норм | 0,95 | -109 | 1,434 | |
| ПЭС-2 | 6-12 | 110 | 0,95-0,96 | -109 | 1,436 | |
| ПЭС-3 | 14-17 | 150-185 | 125 | 0,95-0,97 | -109 | 1,438 |
| ПЭС-4 | 42-48 | 185-250 | 170 | 0,95-1,18 | -95 | 1,442 |
| ПЭС-5 | 200-500 | 250 | 265 | 0,99-1,02 | -110 | 1,446 |
Полиметилфенилсилоксановые жидкости отличаются более высокой нагревостойкостью и стойкостью к радиационному излучению.
Фторорганические жидкости представляют собой производные углеводородов, у которых атомы водорода замещены фтором. Их пары не образуют с воздухом взрывоопасных смесей. Они обладают малыми диэлектрическими потерями (тангенс угла диэлектрических потерь tg5), ничтожно малой гигроскопичностью, высокой нагревостойкостью (некоторые жидкости могут длительно работать при температуре 200 °С и выше), высокой теплопроводностью, полной негорючестью, высокой дугостойкостью.
Фторорганические жидкости применяют для пропитки и заливки конденсаторов и трансформаторов, для испытания элементов радиоэлектроники при низких и высоких температурах.
Кроме указанных жидких диэлектриков в радиоэлектронике применяют сильно полярные синтетические электроизоляционные жидкости.
Например, этиленгликоль (НО - СН2 - СН2 - ОН),
который используют в качестве контрольной жидкости при контроле герметичности микросхем.
=================================================================================================
Наша компания, предлагает из наличия низковязкие полиметилсилоксановые жидкости ПМС-5; ПМС-10; ПМС-20 и ПМС-50 которые по цене и качеству подходят для использования как жидкий диэлектрик ( иммерсионные жидкости). Ценники на данную жидкость колеблются в настоящее время от 500 до 1200 руб/кг с ндс18% в зависимости от курса доллара, доступности продукции и увеличения спроса.
Для особых требований к аппаратуре, при определенных условиях, возможно использование полиэтилсилоксановых жидкостей, которые принадлежат дорогому сегменту жидких диэлектриков. Цены колеблются в зависимости от марок от 2950 до 3500 руб/кг с ндс18%.