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Verwendung hochmolekularer Polycarbonate als elektrische Isolierstoffe
Es wurde gefunden, daß Polycarbonate aus Dimonooxyaryl-alkanen, insbesondere 4,
4'-Di-monooxyaryl-alkanen, in Form von z. B. Preß-, Spritzguß- oder Gußkörpern,
Filmen, Fasern und Überzügen, hervorragend als elektrische Isolierstoffe geeignet
sind.
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Solche Polycarbonate können nach einem bereits vorgeschlagenen Verfahren
vorteilhaft durch Umestern von Diestern der Kohlensäure mit den entsprechenden Di-monooxyaryl-alkanen
oder durch Umsetzung der Di-monooxyaryl-alkane mit Phosgen oder mit etwa äquimolekularen
Mengen eines Bis-chlorkohlensäureesters der Di-monooxyaryl-alkane, vorzugsweise
in Gegenwart organischer Lösungsmittel oder wässeriger Alkalien, hergestellt werden.
Erfindungsgemäß werden hochmolekulare Polycarbonate aus Di-monooxyaryl-alkanen,
insbesondere 4, 4'-Di-monooxyaryl-alkanen, als elektrische Isolierstoffe verwendet.
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Für die Zwecke der vorliegenden Erfindung besonders geeignete Polycarbonate
erhält man so unter Verwendung von z. B. folgenden Di-monooxyaryl-alkanen 4, 4'-Dioxydiphenylmethan,
4, 4'-Dioxydiphenyldimethylmethan, 4, 4'-Dioxydiphenyl-2, 2'-cyclohexan, 4, 4'-Dioxy-3,
3'-dimethyldiphenyl-z, z'-cyclohexan, 2, 2'-Dioxy-4, 4'-di-tert.-butyl-diphenyl-dimethylmethan
und 4, 4'-Dioxydiphenyl-3, 4-n-hexan, 2, 2'-(4, 4'-Dioxydiphenyl)-butan, 2, 2'-(4,
4'-Dioxydiphenyl)-pentan, 3, 3'-(4, 4'-Dioxydiphenyl)-pentan, 2,2'-
(4
4'-Dioxydiphenyl)-3-methyl-butan, 2, 2'-(4, 4'-Dioxydiphenyl)-hexan, 2, 2'-(4, 4'-Dioxydiphenyl)-4-methyl-pentan,
2, 2'-(4, 4'-Dioxydiphenyl)-heptan, 4,4'-(4, 4'-Dioxydiphenyl)-heptan und 2, 2'-(4,
4'-Dioxydiphenyl)-tridecan.
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Ein hochmolekulares Polycarbonat z. B., das durch Umsetzung von 4,
4'-Dioxydiphenyl-dimethyhnethan mit Phosgen hergestellt worden ist und das den K-Wert
75 hat, hat in Form eines 7oß dicken, aus einer Lösung gegossenen Films folgende
Eigenschaften: Isolationswiderstand bei 2o0 7 X iols ,S2 X cm, bei 16o° 3 X Zoll
S2 X cm, Durchschlagsfestigkeit bei 500/, relativer Feuchtigkeit 27oo KV/cm, Oberflächenwiderstand
bei 8o0/0 relativer Feuchtigkeit i9 X iol3 d2, Dielektrizitätskonstante bei 2o bis
13o° 2,5, bei i6o° 2,8, Verlustfaktor (Tangens ö) bei 2o0 io X io- 4 (8oo Hz), wobei
das anomale Dispersionsgebiet erst oberhalb 13o° beginnt.
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Die mechanischen Eigenschaften sind
| Bruchlast kg/cm2 Dehnung °% Stoßfestigkeit |
| cm kg/cm2 |
| ver- unver- ver- unver- ver- unver- |
| streckt Istreckt streckt I streckt streckt i streckt |
| 15 bis 17 8 32 bis 40 139 485 95 |
| bis 690 |
Die Feuchtigkeitsaufnahme beträgt bei 95 0/0 relativer Feuchtigkeit in 24 Stunden
0,5 0/0, die Wasserdampfdurchlässigkeit o,8 X io- 8 g/Stunde X cm X mm Hg.
Außerdem ist dieses Polycarbonat sehr temperaturbeständig. Bei einer 6o;u dicken
Folie aus unverstrecktem Polycarbonat tritt nach einerLagerung in Luft während 3o
Tagen bei i4o° praktisch noch kein Abfall der Festigkeitswerte ein. Auch ist während
dieser Zeit noch kein Kristallisieren des unverstreckten Materials zu beobachten.
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Die hochmolekularen Polycarbonate sind ferner gegen chemische Agentien,
insbesondere gegen Säuren und Laugen, sehr beständig, ebenso gegen die Einwirkung
von Licht und atmosphärischen Einflüssen.
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Auf Grund einer guten Verarbeitbarkeit durch z. B. thermoplastische
Verformung oder aus Lösungen sind die Polycarbonate in der Elektrotechnik vielseitig
verwendbar. So können im Preß-, Spritz- oder Gießverfahren beliebig geformte Gegenstände,
z. B. Blöcke, gegebenenfalls mit Einlassungen von Leitern, Kondensatoren, Widerständen
und Röhren, hergestellt werden, wobei die geringe Leitfähigkeit und Oberflächenleitfähigkeit
auch in feuchter Atmosphäre besonders vorteilhaft ist.
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Aus dem Schmelzfluß oder aus Lösungen können Filme und Fasern hergestellt
werden, die zum Umwickeln bzw. Umspinnen von z. B. elektrischen Leitern verwendet
werden können. Gegebenenfalls können die so isolierten Leiter für kurze Zeit auf
eine Temperatur oberhalb des Erweichungspunktes des Polycarbonats erhitzt werden,
wodurch die einzelnen Filmschichten oder Fasern miteinander verschweißt werden.
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Aus dem Schmelzfluß oder aus Lösungen hergestellte Filme können auf
Grund der geringen Temperaturabhängigkeit der DielektrizitMskonstante und des Verlustwinkels
der Polycarbonate insbesondere vorteilhaft als Dielektrikum für elektrische Kondensatoren
verwendet werden. Zu diesem Zweck kann die Polycarbonatfolie als solche zwischen
die stromführenden Beläge eingelegt oder um diese gewickelt werden, oder die stromführenden
Beläge können, z. B. durch Aufdampfen von Metallen, auf die Polycarbonatfolien aufgebracht
werden. Schließlich können auch außergewöhnlich dünne Filme, z. B. mit Dicken von
Bruchteilen eines p, aus Lösungen auf Metallfolien hergestellt werden, die
bei gleichmäßiger Dicke eine gute Haftfestigkeit auf den Folien besitzen, so daß
auch auf diese Weise Kondensatoren vorteilhaft hergestellt werden können. Die Polycarbonate
schädigen dabei die Metalle nicht.
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Ferner können elektrische Leiter direkt mit den Polycarbonaten aus
Lösungen oder aus der Schmelze überzogen werden. Dabei ist die hohe Elastizität
und Härte neben den günstigen elektrischen Eigenschaften der Polycarbonate, insbesondere
ihre außergewöhnlich hohe Durchschlagsfestigkeit, von besonderem Vorteil. Schließlich
können Papier, Gewebebahnen, Glasgespinste und Glasmatten mit Lösungen der Polycarbonate
getränkt und so mit dem Kunststoff imprägniert und als Isoliermaterial von z. B.
elektrischen Leitern verwendet werden.
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Die niedrige Dielektrizitätskonstante, der niedrige Verlustwinkel
und der hohe Isolationswidergtand solcher Isolierungen wirken sich besonders günstig
bei der Isolierung von Hochfrequenzkabeln und -leitern aus.
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Die elektrischen Eigenschaften aus Lösungen gewonnener Fasern, Filme
und Überzüge können in manchen Fällen durch ein nachträgliches Erwärmen, vorzugsweise
auf oberhalb ioo°, jedoch unterhalb des Schmelzpunktes der Polycarbonate, verbessert
werden, ebenso die Haftfestigkeit auf Unterlagen.
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Den Polycarbonaten können gegebenenfalls Füllstoffe, Pigmente und
Weichmacher zugesetzt werden. Als Füllstoffe können z. B. Kaolin, Talkum, Glas und
Glimmer, als Weichmacher z. B. Phthalsäure- und Phosphorsäureester verwendet werden.
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Die große Zahl der durch Umsetzung von Dimonooxyaryl-alkanen mit Phosgen
erhältlichen, hochmolekularen Polycarbonate erlaubt es, bei gleichbleibenden günstigen
elektrischen Eigenschaften die physikalischen Eigenschaften der Isolierstoffe, z.
B. in bezug auf Festigkeit, Dehnung, Elastizität und Erweichungspunkt, in weiten
Grenzen zu variieren und dem vorgesehenen Verwendungszweck anzupassen.