Гетинакс — материал на основе бумаги и смолы¶
Гетинакс — слоистый пластик (электротехнический ламинат), получаемый пропиткой бумажных слоёв синтетическими смолами (чаще всего фенолформальдегидными) с последующим горячим прессованием. Материал широко применяется в электротехнике как диэлектрическая основа для печатных плат, штампованных контактов, изоляционных деталей и корпусов приборов. Отличается низкой стоимостью, хорошей обрабатываемостью и достаточной для большинства применений электрической прочностью.
¶Происхождение названия
Термин «гетинакс» происходит от названия компании Getinaks A.G. (Швейцария), которая в начале XX века наладила промышленное производство материала и закрепила за ним коммерческое имя. Впоследствии название стало нарицательным и применяется к материалам аналогичного состава, выпускаемым другими производителями. В советской и российской технической литературе гетинакс традиционно относят к группе слоистых пластиков на бумажной основе, наряду с текстолитом (который, в отличие от гетинакса, пропитывается тканевым наполнителем).
¶Состав и структура
Гетинакс изготавливается из нескольких слоёв электротехнической бумаги плотностью, как правило, от 80 до 130 г/м². Бумага пропитывается и покрывается связующим на основе фенолформальдегидной смолы (в отечественной маркировке — смола СФ, аналог зарубежных Novolac). Содержание смолы в готовом материале обычно составляет 35–50 % по массе.
Структура материала — многослойная: чередование бумаги и прослоек смолы после прессования образует плотный монолит. Толщина листов варьируется от 0,5 до 30 мм; наиболее распространённые типовые толщины — 1,0; 1,5; 2,0; 3,0 и 5,0 мм. Цвет материала — от светло-коричневого до тёмно-коричневого, что определяется пигментом смолы.
¶Технология производства
Производство гетинакса включает следующие основные операции:
- Пропитка бумаги. Рулонная бумага пропускается через ванну с раствором фенолформальдегидной смолы в спирте или водной эмульсии, затем проходит через сушильную камеру, где растворитель удаляется, а смола частично отверждается (стадия «B-степени»).
- Сушка и резка. Пропитанная бумага («полуфабрикат») сушится до остаточной влажности не более 1–2 % и режется на листы нужного формата.
- Сборка пакета. Листы укладываются в пакет заданной толщины, при необходимости с нанесением наружного декоративного слоя.
- Горячее прессование. Пакет помещается в пресс при температуре 140–160 °C и давлении 10–25 МПа. При этом смола полностью отверждается (переход в «C-степень»), материал уплотняется и приобретает конечные свойства.
- Отделка. Листы охлаждаются, шлифуются и разрезаются на форматные плиты.
¶Основные свойства
| Свойство | Значение |
|---|---|
| Плотность | 1,3–1,45 г/см³ |
| Электрическая прочность (по толщине) | 10–20 кВ/мм |
| Удельное объёмное сопротивление | 10⁹–10¹¹ Ом·см |
| Водопоглощение (24 ч) | 0,5–1,5 % |
| Прочность на изгиб | 80–120 МПа |
| Прочность на растяжение | 50–90 МПа |
| Рабочая температура | до 105–120 °C |
Материал обладает низкой теплопроводностью, легко сверлится, пилится и фрезеруется, допускает штамповку, клеится и ламинируется. Основной недостаток — гигроскопичность: бумага способна поглощать влагу, что снижает изоляционные свойства в сырых условиях. Для повышения влагостойкости выпускаются марки с повышенным содержанием смолы и наружными слоями из лакированной бумаги.
¶Классификация и маркировка
В России гетинакс выпускается по ТУ и ГОСТ (ГОСТ 5-78 — ламинат электротехнический на бумажной основе). Материал подразделяется на марки в зависимости от назначения:
- Электротехнический (ЭТ) — для изоляционных деталей и печатных плат;
- Электротехнический повышенной прочности — с добавлением минеральных наполнителей;
- Устойчивый к горению — с антипиреновыми добавками.
Зарубежные аналоги: FR-2 (flame retardant, класс горючести UL94) — основной материал для односторонних печатных плат в массовой электронике; XPC — улучшенный по влагостойкости вариант. В США и Европе гетинаксовые платы широко применяются в недорогой бытовой аппаратуре, адаптерах питания, пультах дистанционного управления.
¶Применение
Основные области применения гетинакса:
- Печатные платы. Односторонние платы на гетинаксовой основе (FR-2, XPC) — самый массовый и дешёвый тип плат. Используются там, где не требуется высокая частота или плотность монтажа: блоки питания, пульты, простые контроллеры.
- Изоляционные детали. Шайбы, втулки, прокладки, распорки в силовых аппаратах, трансформаторах, электродвигателях.
- Штампованные контакты. Гетинаксовые пластины с накатанными или приклёпанными латунными контактами — классическая конструкция переключателей и соединительных планок советского и постсоветского приборостроения.
- Корпуса и панели. Декоративные панели приборов, основания выключателей, клеммные колодки.
- Конструкционные детали. Небольшие неответственные механические детали, работающие в сухой среде.
¶Гетинакс и текстолит
Часто возникает путаница между гетинаксом и текстолитом. Оба материала относятся к слоистым пластикам и используют одинаковые связующие смолы, однако различаются наполнителем: у гетинакса — бумага, у текстолита — хлопчатобумажная ткань. В результате текстолит обладает существенно большей механической прочностью и износостойкостью (применяется для подшипников скольжения), но худшими электроизоляционными свойствами и более грубой поверхностью, непригодной для тонких печатных дорожек. Гетинакс, напротив, обеспечивает более гладкую поверхность и лучшую электрическую прочность, но уступает в ударной вязкости и стойкости к истиранию.
¶Экологические аспекты
Фенолформальдегидная смола, входящая в состав гетинакса, содержит формальдегид, поэтому при механической обработке (сверление, распиловка) рекомендуется использовать пылесборник и средства защиты органов дыхания. Использованные гетинаксовые платы относятся к отходам III–IV класса опасности и подлежат утилизации на промышленных полигонах; контролируемый сжигание с улавливанием газообразных продуктов допускается только на специализированных установках.
¶Исторические факты
В СССР промышленное производство гетинакса было развёрнуто в 1930-е годы; в послевоенные десятилетия материал стал основой для печатных плат всей советской радиоэлектронной промышленности. Платы на гетинаксе использовались в телевизорах, радиоприёмниках, измерительных приборах и военной аппаратуре. С развитием многослойных плат и высокочастотной электроники в 1980–1990-е годы гетинакс постепенно вытесняется из ответственных применений стеклотекстолитом (стеклотканевым ламинатом, FR-4), однако сохраняет позиции в массовой недорогой продукции.
Источники:
- ГОСТ 5-78. Ламинат электротехлический на бумажной основе (гетинакс).
- Технология электроизоляционных материалов. Учебное пособие.
- Справочник по электротехническим материалам.
- Каталоги производителей печатных плат (IPC-4101, UL94).