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高聚物的介电性能
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贡献于2022-05-14

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高聚物介电性

介电性指高聚物电场作表现出静电储存损耗性质通常介电常数介电损耗表示
（1）介电极化
绝数高聚物优良电绝缘体高电阻率低介电损耗高耐高频性高击穿强度外电场作少会引起价电子原子核相位移造成电荷重新分布称极化种极化：（1）电子极化（2）原子极化（3）偶极极化前两种产生偶极矩称诱导偶极矩种永久偶极矩取极化
极化偶极矩（ ）外电场强度（E）关例系数 称分子极化率
＝ E
极化机理电子极化率 原子极化率 （述两者合称变形极化率 ＝ ＋ ）取极化率
＝ （ 永久偶极矩）
极性分子 ＝ ＋ ＋
非极性分子 ＝ ＋
根高聚物中种基团效偶极矩高聚物极性分四类：
非极性：PEPPPTFE
弱极性：PSNR
极性：PVCPAPVAcPMMA
强极性：PVAPETPAN酚醛树脂氨基树脂
高聚物效偶极矩带基团偶极矩完全致结构称性会导致偶极矩部分全部相互抵消
介电常数 表示高聚物极化程度宏观物理量定义介质电容器电容C真空电容器C0电容增加倍数

式中： 极板原电荷 感应电荷
介电常数决定感应电荷 反映介质贮存电力
宏观物理量 微观物理量 间关系ClausiusMosotti方程出：
摩尔极化度P＝ （非极性介质）
＝ （极性介质）
（2）介电损耗
聚合物交变电场中取极化时伴着量消耗介质身发热种现象称聚合物介电损耗
常复数介电常数时表示介电常数介电损耗两方面性质：

实部通常实验测
虚部称介电损耗素
＝ +
＝

式中： 静电介电系数 光频介电系数 偶极松弛时间
介电损耗 ＝ 般高聚物介电损耗少 ＝102～104 关系Debye方程描述：

式中：N单位体积中分子数
作图称ColeCole图表征电介质偏离Debye松弛程度半圆形Debye松弛偏离时圆弧形图
固体聚合物温度频率观察介电损耗情况温度谱频率谱称高聚物介电松弛谱力学松弛谱样研究高聚物转变特重转变测定聚合物介电松弛谱方法热释电流法（TSC）TSC属低频测量频率103～105Hz范围分辩率高动态力学介电方法
（3）影响介电性素
① 结构
分子极性越般说 高聚物介电性
介电性指高聚物电场作表现出静电储存损耗性质通常介电常数介电损耗表示
（1）介电极化
绝数高聚物优良电绝缘体高电阻率低介电损耗高耐高频性高击穿强度外电场作少会引起价电子原子核相位移造成电荷重新分布称极化种极化：（1）电子极化（2）原子极化（3）偶极极化前两种产生偶极矩称诱导偶极矩种永久偶极矩取极化
极化偶极矩（ ）外电场强度（E）关例系数 称分子极化率
＝ E
极化机理电子极化率 原子极化率 （述两者合称变形极化率 ＝ ＋ ）取极化率
＝ （ 永久偶极矩）
极性分子 ＝ ＋ ＋
非极性分子 ＝ ＋
根高聚物中种基团效偶极矩高聚物极性分四类：
非极性：PEPPPTFE
弱极性：PSNR
极性：PVCPAPVAcPMMA
强极性：PVAPETPAN酚醛树脂氨基树脂
高聚物效偶极矩带基团偶极矩完全致结构称性会导致偶极矩部分全部相互抵消
介电常数 表示高聚物极化程度宏观物理量定义介质电容器电容C真空电容器C0电容增加倍数

式中： 极板原电荷 感应电荷
介电常数决定感应电荷 反映介质贮存电力
宏观物理量 微观物理量 间关系ClausiusMosotti方程出：
摩尔极化度P＝ （非极性介质）
＝ （极性介质）
（2）介电损耗
聚合物交变电场中取极化时伴着量消耗介质身发热种现象称聚合物介电损耗
常复数介电常数时表示介电常数介电损耗两方面性质：

实部通常实验测
虚部称介电损耗素
＝ +
＝

式中： 静电介电系数 光频介电系数 偶极松弛时间
介电损耗 ＝ 般高聚物介电损耗少 ＝102～104 关系Debye方程描述：

式中：N单位体积中分子数
作图称ColeCole图表征电介质偏离Debye松弛程度半圆形Debye松弛偏离时圆弧形图
固体聚合物温度频率观察介电损耗情况温度谱频率谱称高聚物介电松弛谱力学松弛谱样研究高聚物转变特重转变测定聚合物介电松弛谱方法热释电流法（TSC）TSC属低频测量频率103～105Hz范围分辩率高动态力学介电方法
（3）影响介电性素
① 结构
分子极性越般说 增中 极性基团位置敏感极性基团活动性（侧基） 较
交联取结晶分子间作力增加 减少支化减少分子间作力 增加
② 频率温度
力学松弛相似
③ 外物影响
增塑剂加入体系黏度降低利取极化介电损耗峰移低温极性增塑剂导电性杂质存会 增
聚合物作电工绝缘材料电容器材料时求介电损耗越越相反塑料高频焊接高频热处理等情况求
增中 极性基团位置敏感极性基团活动性（侧基） 较
交联取结晶分子间作力增加 减少支化减少分子间作力 增加
② 频率温度
力学松弛相似
③ 外物影响
增塑剂加入体系黏度降低利取极化介电损耗峰移低温极性增塑剂导电性杂质存会 增
聚合物作电工绝缘材料电容器材料时求介电损耗越越相反塑料高频焊接高频热处理等情况求
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