欢迎来到天天文库
浏览记录
ID:58563359
大小:133.00 KB
页数:6页
时间:2020-10-20
《高聚物的介电性能.doc》由会员上传分享,免费在线阅读,更多相关内容在教育资源-天天文库。
1、高聚物的介电性能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。(1)介电极化绝大多数高聚物是优良的电绝缘体,有高的电阻率,低介电损耗、高的耐高频性和高的击穿强度。但在外电场作用下,或多或少会引起价电子或原子核的相对位移,造成了电荷的重新分布,称为极化。主要有以下几种极化:(1)电子极化,(2)原子极化,(3)偶极极化。前两种产生的偶极矩称诱导偶极矩,后一种为永久偶极矩的取向极化。极化偶极矩()的大小,与外电场强度(E)有关,比例系数称为分子极化率。=E按照极化机理不同,有电子极化率,原子极化率(
2、上述两者合称变形极化率=+)和取向极化率。=(为永久偶极矩)因而对于极性分子=++对于非极性分子=+根据高聚物中各种基团的有效偶极矩,可以把高聚物按极性大小分为四类:非极性:PE、PP、PTFE弱极性:PS、NR极性:PVC、PA、PVAc、PMMA强极性:PVA、PET、PAN、酚醛树脂、氨基树脂高聚物的有效偶极矩与所带基团的偶极矩不完全一致,结构对称性会导致偶极矩部分或全部相互抵消。介电常数是表示高聚物极化程度的宏观物理量,它定义为介质电容器的电容C比真空电容器C0的电容增加的倍数。式中:为极板上的原有电荷,为感应电荷。介电常数的大小决定于
3、感应电荷的大小,所以它反映介质贮存电能的能力。宏观物理量与微观物理量之间的关系可以用Clausius-Mosotti方程给出:摩尔极化度P=(对非极性介质)=(对极性介质)(2)介电损耗聚合物在交变电场中取向极化时,伴随着能量消耗,使介质本身发热,这种现象称为聚合物的介电损耗。常用复数介电常数来同时表示介电常数和介电损耗两方面的性质:为实部,即通常实验测得的;为虚部,称介电损耗因素。=+=式中:为静电介电系数;为光频介电系数;为偶极的松弛时间。介电损耗为=,一般高聚物的介电损耗很少,=10-2~10-4,与的关系可用Debye方程描述:式中:N
4、为单位体积中的分子数。以对作图称为Cole-Cole图,表征电介质偏离Debye松弛的程度。半圆形为Debye松弛,偏离时得圆弧形图。固体聚合物在不同温度下或不同频率下观察介电损耗的情况,得到的温度谱或频率谱称为高聚物的介电松弛谱,它与力学松弛谱一样用于研究高聚物的转变,特别是多重转变。测定聚合物介电松弛谱的方法主要有热释电流法(TSC)。TSC属低频测量,频率在10-3~10-5Hz范围,分辩率高于动态力学和以往的介电方法。(3)影响介电性的因素①结构分子极性越大,一般来说高聚物的介电性能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
5、耗的性质,通常用介电常数和介电损耗来表示。(1)介电极化绝大多数高聚物是优良的电绝缘体,有高的电阻率,低介电损耗、高的耐高频性和高的击穿强度。但在外电场作用下,或多或少会引起价电子或原子核的相对位移,造成了电荷的重新分布,称为极化。主要有以下几种极化:(1)电子极化,(2)原子极化,(3)偶极极化。前两种产生的偶极矩称诱导偶极矩,后一种为永久偶极矩的取向极化。极化偶极矩()的大小,与外电场强度(E)有关,比例系数称为分子极化率。=E按照极化机理不同,有电子极化率,原子极化率(上述两者合称变形极化率=+)和取向极化率。=(为永久偶极矩)因而对于极
6、性分子=++对于非极性分子=+根据高聚物中各种基团的有效偶极矩,可以把高聚物按极性大小分为四类:非极性:PE、PP、PTFE弱极性:PS、NR极性:PVC、PA、PVAc、PMMA强极性:PVA、PET、PAN、酚醛树脂、氨基树脂高聚物的有效偶极矩与所带基团的偶极矩不完全一致,结构对称性会导致偶极矩部分或全部相互抵消。介电常数是表示高聚物极化程度的宏观物理量,它定义为介质电容器的电容C比真空电容器C0的电容增加的倍数。式中:为极板上的原有电荷,为感应电荷。介电常数的大小决定于感应电荷的大小,所以它反映介质贮存电能的能力。宏观物理量与微观物理量之
7、间的关系可以用Clausius-Mosotti方程给出:摩尔极化度P=(对非极性介质)=(对极性介质)(2)介电损耗聚合物在交变电场中取向极化时,伴随着能量消耗,使介质本身发热,这种现象称为聚合物的介电损耗。常用复数介电常数来同时表示介电常数和介电损耗两方面的性质:为实部,即通常实验测得的;为虚部,称介电损耗因素。=+=式中:为静电介电系数;为光频介电系数;为偶极的松弛时间。介电损耗为=,一般高聚物的介电损耗很少,=10-2~10-4,与的关系可用Debye方程描述:式中:N为单位体积中的分子数。以对作图称为Cole-Cole图,表征电介质偏离
8、Debye松弛的程度。半圆形为Debye松弛,偏离时得圆弧形图。固体聚合物在不同温度下或不同频率下观察介电损耗的情况,得到的温度谱或频率谱称为高聚物的
此文档下载收益归作者所有