Breve história dos materiais isolantes
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Breve história dos materiais isolantes
Os materiais isolantes são a base e a garantia do desenvolvimento de produtos elétricos, que desempenham um papel importante no desenvolvimento de máquinas elétricas e da indústria elétrica. O desenvolvimento e progresso de materiais isolantes dependem do desenvolvimento de materiais poliméricos e restringem e influenciam diretamente o desenvolvimento e progresso de produtos elétricos.
O material isolante é a chave para a tecnologia avançada de produtos elétricos e também uma garantia importante para a operação segura e confiável de produtos elétricos a longo prazo. Portanto, é necessário desenvolver novas variedades de materiais isolantes, melhorar o desempenho e a qualidade dos produtos para atender às necessidades do desenvolvimento contínuo de produtos elétricos.
Após mais de 50 anos de desenvolvimento, a indústria de materiais isolantes da China formou inicialmente um sistema industrial com produtos completos, instalações de apoio completas e considerável escala de produção e força de pesquisa científica. Especialmente nos últimos 20 anos, as variedades de materiais isolantes desenvolveram-se rapidamente, a qualidade melhorou muito e o nível do produto atingiu um novo patamar.
Antes do século 20, os materiais isolantes eram basicamente feitos de materiais naturais ou seus produtos. Os primeiros motores elétricos usavam seda, fios de algodão e tecidos de algodão como materiais de isolamento. Para melhorar a resistência à água, foram utilizadas resinas naturais como goma-laca, óleo vegetal e asfalto para impregnação.
No início do século XX, devido ao desenvolvimento da síntese orgânica e da química dos polímeros, foi produzido o primeiro polímero sintético, a resina fenólica. É também uma invenção importante na área de materiais isolantes. Assim que a resina fenólica foi lançada, ela foi amplamente utilizada. Foi transformado em tintas impregnadas, plásticos, produtos de fibra impregnada e produtos laminados à base de resina fenólica. Depois disso, surgiram a resina de ureia formaldeído, a resina de anilina formaldeído, a resina de melamina formaldeído e a resina de glicerina.
Desde a década de 1930, foram desenvolvidos PVC, PE, politetrafluoroetileno, neoprene e polivinil acetal. Após a década de 1950, a produção industrial de resina de silicone, filme de poliéster, resina de poliéster insaturada, resina epóxi, etc., e a produção industrial de fibra de vidro e produtos de mica começaram a promover o desenvolvimento de materiais de isolamento. Com o desenvolvimento da moderna química e indústria de polímeros, o período de desenvolvimento de novos materiais isolantes baseados em polímeros sintéticos realmente começou. Os polímeros que aparecem na seção anterior foram usados em materiais de isolamento um após o outro, e novos tipos de materiais de isolamento foram desenvolvidos rapidamente, como tinta sem solvente usada em motores
Impregnação; produtos compostos de película fina como isolamento de ranhuras de motores; os produtos de mica desenvolveram-se rapidamente e foram utilizados em geradores de alta tensão em larga escala; o hexafluoreto de enxofre surgiu e foi aplicado em aparelhos elétricos de alta tensão.
Na década de 1970, com o desenvolvimento da indústria de polímeros para a industrialização em larga escala, novos sistemas de materiais de isolamento das classes F e H começaram a aparecer na indústria de materiais de isolamento. Poliimida, poliamida imida, poliimida, éter polidifenílico e outras tintas, adesivos e filmes isolantes resistentes ao calor, bem como epóxi modificado, poliéster insaturado e poliarileno foram desenvolvidos sucessivamente. Uma série de novos produtos, como papel de fibra de amida e seus materiais compósitos. O grau de resistência ao calor dos produtos elétricos foi atualizado para o grau B em grandes quantidades, e novos materiais isolantes de grau F e grau H foram usados em motores especiais, como metalurgia, guindaste, motor de locomotiva, etc.
Desde 1980, a China desenvolveu materiais de isolamento de classe F e classe H em larga escala de forma independente, o que melhorou o desempenho. Por exemplo, éter difenílico modificado, bismaleimida modificada, tinta para fio esmaltado de poliamida modificada, tinta para fio esmaltado de poliamida imida, tinta para fio esmaltado de poliimida, produtos de fibra de vidro classe F e classe H, filme de poliimida de alto desempenho, fita de mica epóxi classe F surgiram E assim por diante. A resina de impregnação sem solvente e a tinta de impregnação de secagem rápida desenvolveram-se rapidamente. Começaram a ser utilizadas fitas de mica com menos pó de borracha e resina de impregnação VPI (impregnação a vácuo e pressão).
Aplicação moderna da nanotecnologia para desenvolver nanomateriais de isolamento. A nanotecnologia pode ser aplicada em muitos campos, incluindo materiais isolantes. Pó em nanoescala (variando de 1 a 100 nm) pode ser uniformemente disperso em resina polimérica, ou materiais nanocristalinos ou não cristalinos podem ser formados ou adicionados dentro do polímero, ou nano microporos ou bolhas podem ser formados. Devido às características estruturais das nanopartículas, os materiais compósitos apresentam uma série de propriedades únicas e estranhas, o que faz com que os nanomateriais se desenvolvam em um novo campo de materiais promissor. Atualmente, a China tem realizado pesquisas neste campo, como a Universidade de Sichuan que preparou com sucesso filmes nanocompósitos de poliimida / montmorilonita. A aplicação de nanomateriais abrirá a perspectiva de desenvolvimento de novos materiais e novas tecnologias para muitas propriedades novas e diferentes que os materiais isolantes tradicionais não conseguem alcançar.