Поликондензация. Поликондензационни материали

Полимеризацията е процес, при който молекулите на полимера се образуват чрез последователно присъединяване на молекулите на един или няколко мономера, съдържащи най-често ненаситени връзки. При полимеризация не се образуват странични продукти. Това е необратим процес, при който се получава полимер със състав, съответстващ напълно на състава на изграждащите го мономерни звена. Например за получаването на полиетилен се използва етилен:

Класификация на диелектричните материали Основни полимерни диелектрични материали Високочестотни полимерни диелектрични материали Нискочестотни полимерни диелектрични материали Композиционни диелектрични материали Компаунди Електроизолационни лакове Керамики Изолаторни керамики Кондензаторни керамики Стъкла Органични, Неорганични Основни полимери, Композиционни диелектрици Неполярни молекули полиетилен, полипропилен, полистирол, политетрафлуоретилен (тефлон) поливинилхлорид, поликарбонат, полиуретан, полиетилентерефталат (хостафан хостафан) Лакове, пластмаси Кристална фаза, Аморфна фаза, Газова фаза

Шест страници по тема, която обикновено се пръска из няколко източника – от определението за макромолекула до биоразграждащите се материали. Материал, който покрива въпроса от край до край. Материалът е изграден в пет части, номерирани и озаглавени, а вътре в тях делението стига до трето равнище – с букви и с подточки. Началото въвежда основните понятия: полимер, мономер, олигомер и степен на полимеризация, всяко с определение и с конкретни примери. Обяснено е и защо молекулната маса при полимерите се разглежда като средностатистическа величина. Класификацията е най-разгърнатата част и обхваща пет отделни признака – произход, състав, структура, фазово състояние и отношение към нагряване. При всеки признак групите са изброени с примери, а при неколцина от тях е добавено и разсъждение защо разграничението има значение. Особено сполучлив е примерът с прозрачността на едно фолио, по която може да се съди за възрастта му – наблюдение, което свързва абстрактното понятие с нещо, което всеки е виждал. Разделът за термопластите и реактопластите съдържа сравнение по няколко признака едновременно, включително по възможността за рециклиране, и обяснява защо единият вид е предпочитан за конкретно техническо приложение. Следва отделен раздел за свойствата. Общите свойства са изброени в девет отделни точки, като списъкът включва и слабите страни, а не само предимствата. Химичната устойчивост е разгледана отделно и подробно – проследена е зависимостта ѝ от три различни фактора, с конкретни примери за поведението на определени полимери в различни разтворители. Следващата част представя основните групи полимерни материали. Тук строежът на макромолекулите е обяснен нагледно, чрез сравнение, а после са проследени физичните състояния, през които преминава материалът при нагряване. Последната част дава определение за пластмаса като композитен материал и изброява съставките ѝ – шест групи добавки, всяка с обяснение за какво служи. Завършекът е за биоразграждащите се материали, с разграничение между два вида и с посочени срокове на разпадане за всеки от тях. Приложени са и няколко изображения, онагледяващи строежа на макромолекулите. Студентът получава пълен отговор на конспектен въпрос, който покрива и теорията, и приложната страна. Отделните части вършат работа и поединично, ако въпросът е по-тесен – например само класификацията или само свойствата. Преподавателят получава изложение с готови класификации и примери, годно за раздаване към лекцията или за основа на семинарно занятие.

Нагледна схема, която подрежда диелектричните материали в цялостна класификация и показва връзките между отделните групи на един поглед. Изложението започва от общото понятие и се разклонява на две основни направления – органични и неорганични материали. Всяко от тях се разделя допълнително, като разклоненията слизат до конкретни вещества с посочени наименования, а при част от тях – и с химичен състав. При органичните диелектрици схемата отделя две подгрупи. Първата обхваща основните полимери, разпределени според честотния диапазон, в който се прилагат, като за всяка от двете категории са изброени по четири конкретни материала с техните технически и търговски названия. Втората подгрупа е на композиционните диелектрици с трите ѝ разклонения, като при едно от тях допълнително са посочени три вида според предназначението и свойствата – с общо предназначение, с повишена топлоустойчивост и с малки диелектрически загуби, всеки със съответните представители. При неорганичните материали схемата разграничава керамики и стъкла. Керамиките са разделени според приложението си на две групи. За едната са изброени четири вида с точен химичен състав и с процентно съотношение при един от тях. За другата са дадени две разновидности според температурната стабилност и според стойността на относителната диелектрична проницаемост, с посочени конкретни материали. Стъклата са представени с три вида според съдържанието на алкали и на тежки оксиди. Схемата е чертана прегледно, с ясни рамки, стрелки и подравнени нива, и е с достатъчна разделителна способност за разпечатване или за поставяне в презентация. Материалът е подходящ за подготовка за изпит или за колоквиум по електротехнически материали и материалознание, за наваксване на пропусната лекция, за упражнение и за самостоятелна проверка на знанията. Основното му предимство е нагледността. Класификация с толкова много подразделения се запомня трудно от текст, но лесно от схема – йерархията се вижда веднага и се възстановява по памет с помощта на разположението. Ценно е и присъствието на конкретните представители. Схемата не се ограничава до групите, а слиза до отделните материали, така че върши работа и при задачи, изискващи да се даде пример за определен вид диелектрик. Полезни са и посочените химични формули и състави. Те свързват класификацията с материалознанието и позволяват схемата да се използва като бърза справка при решаване на задачи или при подготовка на реферат. Материалът може да служи и като опорен план при устен отговор – достатъчно е разклоненията да се проследят отляво надясно, за да се получи пълно и подредено изложение по темата.

Подготовката за изпит по материалознание върви най-бързо, когато въпросите и отговорите са събрани на едно място. Точно това предлага материалът – три тестови варианта с изцяло разработени отговори, обхващащи основните теми от курса. Вариантът съдържа 20 въпроса, вторият – 16, а третият – 17, или общо 53 задачи с решения. Форматът е смесен: част от въпросите са с посочен верен отговор от предложени възможности, други изискват определение или кратко обяснение, трети – извеждане на формула, изброяване на причини или начини, а на места отговорът е подкрепен с графика. Тематичният обхват следва програмата на дисциплината. Проводниковите материали са представени чрез изразите за проводимост, характеристиките на резистивни и нагревателни сплави, приложението на алуминия в електрониката, свойствата на константана и въпросите за топлинния шум при резистори. Диелектриците заемат значително място: видове поляризация, времеконстанта, разряд и пробив, поведение на газообразните диелектрици, електрети, диелектрични керамики и алкални стъкла. Полупроводниковата тематика включва зонния строеж, работната температура, методите за пречистване чрез зонно топене и метода на горещата сонда. Магнитните материали са застъпени чрез коерцитивния интензитет, магнитострикцията, размагнитването и легирането на електротехническата стомана. Отделна група въпроси разглежда кондензаторите – керамични, алуминиеви, танталови, оксидно-полупроводникови и променливи, както и елементите варистор, термистор и варикап. Присъстват и въпроси за припои, метални лепила, слоести пластмаси за печатни платки, епоксиден гетинакс и якост на керамиката. Характерна особеност е, че към редица отговори са дадени препратки към страници от учебника и лекциите, което позволява темата да бъде доразгледана в първоизточника при нужда. Материалът е подходящ за подготовка за изпит и текущ контрол, за бърз преговор преди изпитване, за проверка на собствените отговори и за систематизиране на понятията от целия курс.

Не тест за решаване, а тест с вече попълнени отговори – което го прави далеч по-полезен преди изпит. Осем страници заснети въпросници по материалознание, съдържащи няколко последователно номерирани варианта. Устройството е еднакво при всички. Всеки започва с надпис „Тест“ и номер, след което вървят номерирани въпроси, а веднага след всеки въпрос стои отговорът, отделен с тире. Част от отговорите са едно-две изречения, други се разгръщат в цял абзац с обяснение. Особено ценна е още една подробност: при много от въпросите е добавена препратка към източника – съкратено обозначение на учебник или лекции с номер на страницата, а понякога и номер на въпроса от друг вариант. Така отговорът може да бъде проверен, а при нужда – разширен. Обхватът е широк и покрива целия курс. Има въпроси върху електропроводимостта и температурния коефициент на съпротивление, върху видовете химични връзки и принципа на Паули, върху енергийните зони и работната температура на полупроводниците. Голяма част е посветена на диелектриците: видовете поляризация и кои от тях са бавни със загуби, поляризацията като процес и като състояние, разликата между разряд и пробив, времеконстантата, самовъзстановяването на хартиените кондензатори, вариконди и донастройващи кондензатори. Проводниковите материали са представени чрез конкретни сплави – състав, характеристики и предназначение на манганина и нихрома, – както и с въпрос защо алуминият трудно се запоява. Има и въпроси за металните лепила и за зонното топене. Магнитните материали са застъпени с коерцитивния интензитет и с трите начина за размагнитване, включително достигането на точката на Кюри. Отделни въпроси разглеждат варистори и термистори с приложенията им, алкалните стъкла, слоестите пластмаси за печатни платки с изискваната топлоустойчивост, термореактивните и термопластичните полимери и формулата за параметричните редове. Един от въпросите изисква начертаване на графика и в отговора е приложен чертеж със словесно обяснение на характерните участъци.