Kaptón

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Kapton  es una película (material) de poliimida desarrollada por DuPont . Buen dieléctrico , estable en un amplio rango de temperatura de -273 a +400 °C (-459 - 752 °F / 0 - 673 K) [1] . Se utiliza para la fabricación de placas de circuito impreso flexibles (electrónica flexible) y las capas exteriores de los trajes espaciales .

Conseguir

Nombre sistemático del polímero: poli(4,4'-oxidifenileno-piromelillitimida). Se forma a partir de la reacción entre el dianhídrido piromelítico y la 4,4'- oxidifenilamina .

Propiedades físicas

Conductividad térmica de Kapton a temperaturas ultrabajas de 0,5 a 5 K

bastante alto: W /( m · K ) [2] .

Uso

Electrónica de radio

Ampliamente utilizado en casos donde se necesita una alta rigidez dieléctrica combinada con resistencia al calor y flexibilidad: material para placas de circuito impreso flexibles (soporta la temperatura de soldadura de todas las soldaduras blandas), aislamiento de cables, placas, elementos calefactores, transformadores secos , radiadores .

Los desarrolladores de sistemas acústicos de película utilizan Kapton como base portadora para la deposición de una capa conductora de aluminio, que forma una especie de sistema de emisión de sonido en movimiento. Los ingenieros de Apogee han aplicado este material al diseño de altavoces de pantalla plana de la serie Duetta, Full Range, etc.

Debido a su capacidad para soportar altas temperaturas, se utiliza como material para el marco de las bobinas de voz de los parlantes, tiene poca masa y no interactúa con los campos magnéticos, a diferencia de los marcos de aluminio. No necesita una capa aislante, ya que es un dieléctrico, pero tiene una baja capacidad calorífica y una baja capacidad para disipar el calor. Cuando se sobrecalienta, comienza a derretirse y deformarse.

Tecnología criogénica

La buena conductividad térmica y las propiedades dieléctricas, así como la disponibilidad en forma de láminas delgadas, han hecho de Kapton un material ampliamente utilizado en ingeniería criogénica. Proporciona aislamiento eléctrico a bajas y altas temperaturas. Utilizado como aislante en ultra alto vacío [3] .

Fabricación de aeronaves

El aislamiento de cableado eléctrico Kapton se usa ampliamente en aeronaves civiles y militares porque es más liviano que otros aislantes y tiene buenas características de aislamiento y temperatura. Sin embargo, se ha encontrado que tiene muy poca resistencia al desgaste mecánico ya la abrasión [4] .

Astronáutica

Kapton fue ampliamente utilizado en el programa Apollo (programa Apollo). Se utilizó como aislamiento térmico en el módulo lunar. El Laboratorio de Propulsión a Chorro de la NASA considera que Kapton es un buen plástico para soportar velas solares debido a su estabilidad en el entorno espacial [5] . La cinta Kapton se utiliza para reparar daños menores en el armazón de las naves espaciales [6] .

El escudo térmico del Telescopio Espacial James Webb está hecho de cinco capas de Kapton recubiertas con aluminio y aleación de silicio.

rayos X

Kapton también se usa ampliamente como material de "ventana" (en lugar de berilio) en instrumentos de fuente de rayos X y detectores de rayos X. Posee alta estabilidad mecánica y térmica, así como alta transmitancia de rayos X y resistencia a los mismos [7] .

Impresión 3D

Kapton tiene una alta adherencia a los plásticos ABS y, por lo tanto, los miembros de la comunidad RepRap lo utilizan ampliamente para cubrir la superficie de una plataforma calentada. También debido a su resistencia al calor, es ampliamente utilizado para el aislamiento térmico de extrusoras .

Notas

  1. Navick, X.-F.; Carty, M.; Chapellier, M.; Chardín, G.; Goldbach, C.; Granelli, R.; Hervé, S.; Karolak, M.; Nollez, G. Fabricación de soportes para detectores de radiactividad ultrabaja para Edelweiss-II  //  NIM A : diario. - 2004. - vol. 520 . - pág. 189-192 . -doi : 10.1016/ j.nima.2003.11.290 .
  2. Jason Lawrence, A. B. Patel y J. G. Brisson. La conductividad térmica de Kapton HN entre 0,5 y 5 K  (inglés)  // Cryogenics: journal. - 2000. - vol. 40 , núm. 3 . - pág. 203-207 . -doi : 10.1016 / S0011-2275(00)00028-X .
  3. Peter Kittel. Avances en Ingeniería Criogénica  (neopr.) . — Birkhauser, 1998. - S. 1366 -. - ISBN 978-0-306-45807-1 .
  4. High Tech in the 1970s, Shuttles Feel Their Age Archivado el 4 de agosto de 2011 en Wayback Machine . Tiempo de Nueva York (2005-07-25)
  5. Jerome L.Wright. Navegación Espacial  (neopr.) . — Taylor & Francis US , 1992. — Pág. 100—. - ISBN 978-2-88124-842-9 .
  6. La fuga atmosférica de Soyuz/Station no amenaza a la tripulación: la investigación se centra en el agujero de perforación misterioso: NASASpaceFlight.com . Consultado el 3 de septiembre de 2018. Archivado desde el original el 9 de noviembre de 2020.
  7. Janez Megusar. Irradiación gamma y de neutrones rápidos a baja temperatura de películas de poliimida Kapton  (inglés)  // Journal of Nuclear Materials : diario. - 1997. - vol. 245 , núm. 2-3 . - pág. 185-190 . - doi : 10.1016/S0022-3115(97)00012-3 .