高分子物理实验高聚物体积电阻系数和表面电阻系数的测量

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1、高物实验报告实验六固体高聚物体积电阻系数和表面电阻系数的测量2011011743分1黄浩实验日期：2014-3-12一、实验目的：1.掌握固体高聚物体积电阻系数和表面电阻系数的测量方法和影响因素2.测定填充和未填充聚烯烃圆片的体积电阻系数和表面电阻系数二、实验原理：一般高聚物的分子是由原子通过共价键连接而成的，没有自由电子和可移动的离子，本应没有电导电流。但实际上作为绝缘材料的高聚物，总有微弱的导电性。这种导电性主要是由于聚合物的单体生产过程，聚合过程以及加工过程引进的各种杂质离子引起的。在工程上把试样二电极上所加直流电压与流

2、经电极间电流的比值称为绝缘电阻。它包括体积电阻和表面电阻二部分。为了便于比较引入了体积电阻系数和表面电阻系数。vs体积电阻系数：指介质每边都是1厘米的正立方体相对二个面之间的电阻值。vSR（欧姆－厘米）vvd式中：R：体积电阻（欧姆）；v2S：测量电极面积（厘米）；d：试样厚度（厘米）。表面电阻系数：指介质表面上每边都是1厘米的正方形相对二个边之间的电阻值。sLR（欧姆）ssb式中：R：表面电阻（欧姆）；sL：测量电极长度（厘米）；b：电极间距离（厘米）。影响体积电阻和表面电阻测量的主要因素：1、时间：流经试样

3、的电流可分为三部分：a、瞬时充电电流：它是介质变形极化产生位移电流和试样电容充电电流之和，它作用时间很短，衰减很快。b、吸收电流：是偶极极化和界面极化所产生的电流，其衰减时间可以从几秒到几小时。1高物实验报告c、漏导电流：它是当极化电流衰减到零，由可移动离子电子所组成不随时间变化电流。但实际上极化电流逐于零时所需时间，是随材料而异的，可达几十分钟甚至几小时，在工业测定上为了便于比较，一般取一分钟电流值来计算绝缘电阻。2、湿度：湿度增加，使绝缘电阻降低，因而对易吸水，多孔性材料温度影响大些，对于非极性材料影响就小些。所以通常要求

4、试样在25°C，相对湿度65％下处理不少于16小时再测量。3、温度：在高聚物中一般温度增加，绝缘电阻降低，且一般在玻璃化温度前后有一突变，所以可用——温度关系来测定玻璃化温度T，在标准测量中一般要求在252°Cvg下测量。4、电压：一般选择在100～1000V内测量，影响不大。5、电极：要求电极与试样良好接触，否则影响测量结果。本实验用在铝箔上涂硅油来增加接触。用三电极系统测量时接线方法如图1。图1a、测体积电阻系数：SRvvd电极面积近似计算可采用：2D022S(1)4DD0式中Drr0122高物实验报告

5、电极面积精确计算可采用：2D022S(1)4DD02g式中d[lncosh()]4db、测量表面电阻系数：LRssb当：rdrsr2,2,dg2,d11g1rr12()r022r20可采用下式计算：2Rssr2lnr1三、试验设备：17-142C36型10超高电阻10A微电流测试仪(图2)，绝缘测试用电极箱。图2四、实验内容：3高物实验报告1.测定聚丙烯、碳酸钙填充聚丙烯试样的——时间曲线，时间取0.5，1，3，5，7，v9，11分钟。2.测定聚丙烯、碳酸钙填充聚丙烯试样的表面电阻系

6、数。五、实验步骤：1、实验开始前检查各开关位于“250V”，“〇”，“放电”位置。2、开电源预热10min。3、按测量要求按好试样。4、选择合适的电压、电流倍率（需要调试几次）。5、把开关打到“+”和“测试”。6、当电流值达到最大时，开始测量并计时。7、每隔15s读数，直到数值平稳时停止记录。8、把开关拨到“〇”，“放电”，等待大约2分钟。9、接试样，重复以上步骤测量Rs。本实验主要参数:2r1=50mm,2r2=54mm,d=2.6mm.六、注意事项：1、换接试样时须关掉高压和短路输入开关；2、操作高阻计旋钮时应小心，不要使

7、高阻计超量程；3、本实验在测Rv时电极面积可采用近似计算法。七、实验数据处理及分析1.原始实验数据将原始实验数据分成三份，分别放在下文的三个部分，与数据处理表格合并，节约空间。2.数据处理及作图（1）碳纳米管含量为1%根据欧姆定律以及公式：S2R，Rvvssdr2lnr1包括仪器数据：Drr=52mm，d=2.6mm0124高物实验报告2D022-32因而S(1=2.124×10)m4DD0将I-t的表格转化为R-ρ-t的表格：测量电阻类型Rv电压/V1000t/sIv/10^-8μARv/10^15Ωρ

8、v/10^15Ωm0561.7861.45915541.8521.5133041.52.4101.9684536.72.7252.22660293.4482.8177519.55.1284.189数据90156.6675.446105137.6926.2841206.515.