绝缘体

聚合物的介电常数击穿电压体积电阻率检测设

发布时间:2024/12/24 12:51:15   

一提起高聚物的电学性质,人们马上会想起高聚物是一种优良的电绝缘体,广泛用作电线包皮。这的确是高聚物优良的电学性质的一个重要方面,即高的电阻率、很高的耐高频性、高的击穿强度,所以是一种理想的电绝缘材料。

其实有的高聚物还具有大的介电常数和很小的介电损耗,从而可以用作薄膜电容器的电介质。

还有其他具有特殊电功能的高聚物相继出现,比如高聚物驻极体、压电体、热电体、光导体、半导体、导体、超导体等。

研究高聚物的电学性质,除了生产上的实用价值外,它还有重要的物理意义,因为高聚物的电学性质往往灵敏地反映高分子内部结构和分子运动之间的关系。电学性质能在比力学性质更宽的频率范围内测定,测定精确性和灵敏性都高,因而成为研究高分子结构和分子运动的有力手段。

1聚合物的介电性

介电性是指高聚物在电场作用下,表现出对静电能的储存和损耗的性质。通常用介电常数和介电损耗来表示。

根据高聚物中各种基团的有效偶极距μ,可以把高聚物按极性的大小分成四类:

非极性(μ=0):聚乙烯、聚丙烯、聚丁二烯、聚四氟乙烯等

弱极性(μ≤0.5):聚苯乙烯、天然橡胶等

极性(μ>0.5):聚氯乙烯、尼龙、有机玻璃等

强极性(μ>0.7):聚乙烯醇、聚酯、聚丙烯腈、酚醛树脂、氨基塑料等

聚合物在电场下会发生以下几种极化:(1)电子极化,(2)原子极化,(3)偶极极化。聚合物的极化程度用介电常数ε表示。它定义为介质电容器的电容比真空电容器增加的倍数

式中:V为直流电压;Q0、Q分别为真空电容器和介质电容器的两极板上产生的电荷;Q’为由于介质极化而在极板上感应的电荷。

介电常数的大小决定于感应电荷Q’的大小,所以它反映介质贮存电能的能力。

非极性分子只有电子和原子极化,ε较小;极性分子除有上述两种极化外,还有偶极极化,ε较大。此外还有以下因素影响ε:

(1)极性基团在分子链上的位置。在主链上的极性基团活动性小,影响小;在柔性侧基上的极性基团活动性大,影响大。

(2)分子结构的对称性。分子结构对称的,极性会相互抵消或部分抵消。

(3)分子间作用力。增加分子间作用力(交联、取向、结晶)会使ε较大;减少分子间作用力(如支化)会使ε较小。

(4)物理状态。高弹态比玻璃态的极性基团更易取向,所以ε较大。



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