Определение электрической прочности полимеров

Рис. 31. Схематическое изображение образцов с выемкой (а), с вплавленными электродами (б) и с внешними сферическими электродами (в) для определения электрической прочности полимеров в однородном поле

Удельные сопротивления полимеров и их электрическая прочность (сопротивление пробою) еще недостаточно изучены связь их с другими физическими и химическими свойствами полимеров, а также с особенностями их внутреннего строения еще недостаточно выяснена. Наоборот, по диэлектрической проницаемости и диэлектрическим потерям полимеров имеется теоретический и экспериментальный материал, который дает возможность уже в настоящее время изучать связь этих свойств с другими свойствами полимеров. Измерение диэлектрической проницаемости является основным методом определения дипольного момента молекул и изучения их полярной структуры (см. 23). В связи с этим из пяти названных выше технических характеристик диэлектрических свойств остановимся на первых двух. [c.594]

Необходимо учитывать, что зависимость р = / (Л) в присутствии краевых разрядов не обусловлена изменением истинной электрической прочности диэлектрика с ростом толщины, но вызвана нелинейной зависимостью Упр от толщины в неоднородном электрическом поле в соответствии с соотношением (160). Как было показано выше, зависимость = при наличии краевых разрядов, удалось теоретически предсказать, приняв, что краевые разряды являются игольчатыми электродами с определенным радиусом кривизны. Таким образом, средняя электрическая прочность полимеров определяемая при наличии краевых разрядов, является сложной характеристикой, зависящей от многих факторов, помимо свойств самого диэлектрика. [c.140]

Работа 9.4. Определение электрической прочности полимеров [c.182]

Цель работы определение электрической прочности полимеров при переменном и постоянном напряжении в соответствии с ГОСТ 6344.3—71. [c.182]

При определении импульсной электрической прочности полимеров одним из наиболее распространенных способов испытания является пробой на фронте одиночного импульса, когда напряжение на образце возрастает практически линейно за время тф. Импульсная электрическая прочность полимеров существенно зависит от времени до пробоя Тф. Согласно данным работ [116—119], зависимости Гпр = /(тф) для полиметилметакрилата и полиэтилена в однородном поле в широком интервале Тф (от 10- до 30 с) характеризуются кривыми, представленными на рис. 75. Как видно из рис. 75, в интервале Тф от 10 до 10- с пр практически не зависит от длительности импульса. При увеличении длительности импульса свыше 10- с р достигает максимальных значений в области Тф от 10-" до 10 с и вновь снижается при дальнейшем увеличении длительности импульса. Однако электрическая прочность при постоянном напряжении для полиметилметакрилата на 35 %, а для полиэтилена на 20 % превышает Гпр, измеренную на импульсах длительностью 10 с. Возрастание пр в максимуме (при тф от 10- до 10 с) оказывается более существенным для полярного полиметилметакрилата по сравнению с неполярным полиэтиленом [118, 119] с повышением температуры значение Гпр в области максимума [c.134]

Анализ графических зависимостей электрической прочности полиэтилена от температуры и поглощенной дозы и сравнение этих зависимостей с аналогичными зависимостями модуля упругости позволили установить существование некоторой корреляции между ними. Кроме того, снижение электрической прочности облученного полиэтилена при повышении температуры происходит до полного расплавления кристаллитов, после чего это снижение показателя резко замедляется. Это указывает на взаимосвязь разрушения облученного полиэтилена под действием электрической и механической нагрузок [10, 131, 132]. По-видимому, разрушение облученного полиэтилена происходит за счет механического воздействия, а электрическое поле вызывает лишь сжатие образца до определенной величины, зависящей от модуля упругости полимера. Эти выводы подтверждаются расчетами [131], из которых следует, что такой механизм действительно справедлив для полиэтилена при температурах выше 50 °С. Если принять, что образцы полиэтилена имеют форму плоской пластины с электродами, свободно следующими за очертанием поверхности диэлектрика, то при напряжении V на единицу площади поверхности образца, имевшего исходную толщину бо, действует сжимающая сила Р, равная [c.50]

Выражение функциональные полимеры фактически не имеет того точно определенного значения, которое обычно подразумевается в научных терминах. Слово функциональность в приложении к природным и синтетическим полимерам имеет чрезвычайно широкий смысл. С глубокой древности человечество использовало для выживания различные материалы, первыми функциональными характеристиками которых, по-видимому, были теплопроводность и механическая прочность. Уже более 5000 лет назад в Индии и Китае люди начали использовать природные полимеры хлопок (целлюлоза), шелк (полиамид) и т. п. В современную эпоху к природным полимерным материалам добавились синтетические, и в настоящее время изделия из полимеров составляют неотъемлемую часть нашего окружения. Синтетические материалы по своим характеристикам часто значительно превосходят природные, и во многих областях они уже вытеснили последние. Этот процесс продолжается на наших глазах. Как пример можно указать на появление электроизоляционных покрытий из поливинилхлорида, сосудов из полипропилена, лабораторной аппаратуры из тефлона, стекол из полиметилметакрилата и многого другого. По температурным характеристикам, химической стойкости, электрическим и механическим свойствам новые материалы значительно превосходят все известные ранее. [c.9]

Электрическая прочность полимера зависит от ряда факторов структуры материала и его толщины, вида электрода, частоты тока, температуры, содержания воды в полимере и т. д. Значения электрической прочности, полученные для образца определенной толщины, не могут быть пересчитаны на другие толщины. Многочисленные исследования электрической прочности дают большой разброс результатов. Малейшая местная неоднородность [c.51]

Определение электрической прочности пластмасс при постоянном напряжении производится также по ГОСТ 6433—65. Как следует з работы электрическая прочность пластмасс при постоянном токе значительно выше, чем при переменном, ввиду характерного для переменного тока тепловыделения, происходящего вследствие диэлектрических потерь. Пробой при постоянном токе образцов толщиной 2—4 мм таких полимеров, как фторопласты, полиолефины, полистирол и т. п., затруднителен ввиду необходимости приложения больших напряжений (до 100—120 кв). При определении же электрической прочности полимерных пленок чаще применяется постоянный ток, так как пробой пленки из-за ее малой толщины наступает при сравнительно невысоком напряжении. [c.232]

Если приложенное напряжение недостаточно для достижения значений истинной электрической прочности вблизи электрода, то между моментом подачи напряжения и возникновением дендрита существует индукционный период, в течение которого в полимере накапливаются изменения, приводящие через определенное время 3 к возникновению дендрита. В этом случае, время развития дендрита до полного пробоя образца состоит из индукционного периода tз зарождения дендрита и периода роста канала дендрита. Длительность периода зарождения дендрита t сокращается при увеличении амплитуды напряжения часто- [c.149]

Под электрической прочностью диэлектриков, в том числе полимеров, понимают сопротивление материала электрическому пробою. Если полимер помещен в некоторое заданное внешнее электрическое поле, то необходимо определенное время, чтобы [c.140]

Результаты исследования электропроводности отвержденных композиций и изучения температурной зависимости прочности полимеров от степени отверждения приведены в работе [81]. Здесь также даны рекомендации по определению степени отверждения по изменению удельного объемного электрического сопротивления ру. Анализ зависимости ру от степени отверждения показывает, что при различных температурных режимах характер кривых не меняется. [c.51]

Электрическая прочность политетрафторэтилена не изменялась после облучения дозой 5,7-10 рад [174]. Диэлектрическая проницаемость изменяется очень мало (меньше чем на 5%) при 800 Гц после облучения дозой 4-10 рад [1791. Увеличение диэлектрических потерь по абсолютной величине невелико, однако пределы ошибок в определении не исключают возрастания их в несколько раз после облучения дозой 2-10 рад [51, 178]. Спектр времени релаксации, измеренный во время облучения, слегка сужался в образце со степенью кристалличности 50%, однако расширялся у полимера со степенью кристалличности 19% [177]. [c.305]

Представляет интерес сопоставление значений электрической прочности различных полимеров при низких температурах. Как видно из рис. 68, полярные полимеры в этой области имеют более высокую электрическую прочность (11-10 —15-10 В/м), чем неполярные (5-10 —8-10 В/м). Наивысшие значения ё пр получены для поливинилового спирта, имеющего полярную группу (—ОН) в боковой цепи. В области низких температур, как указано в работе [112], наблюдается корреляция между энергией когезии полимеров к и электрической прочностью (рис. 70), что в определенной степени аналогично корреляции между ё пр и энергией решетки кристаллов галогенидов щелочных металлов [13, с. 91]. [c.132]

Для определения длительной термостойкости обычно используют зависимости изменения таких показателей полимеров, как механическая прочность, твердость, электрическая прочность, тангенс угла диэлектрических потерь, от продолжительности воздействия температуры. Для лабораторных исследований удобнее косвенные показатели изменения свойств полимеров — количество летучих компонентов, выделяющихся во времени при данной температуре, изменение массы полимера или вязкости его расплава. Для обоснования максимально допустимой температуры переработки обычно применяют зависимость изменения времени, в течение которого полимер сохраняет свои первоначальные свойства, от температуры, т. е. зависимость длительной термостойкости от температуры. [c.14]

Различают два основных вида пробоя твердых диэлектриков тепловой и электрический. Наибольшую электрическую прочность имеют полимеры, в состав молекул которых входят полярные группировки или атомы хлора, фтора и др. Ниже приведены экспериментально определенные значения электрической прочности Еэл ряда важнейших полимеров [61, с. 281—284] [c.93]

Для теплового пробоя характерно экспоненциальное уменьшение электрической прочности с возрастанием температуры. При низких температурах электрическая прочность полярных пластмасс практически не зависит от температуры. Однако при повышении температуры выше некоторого определенного значения, характерного для каждого типа пластмассы, ее электрическая прочность быстро снижается. Указанные значения температуры составляют для полиэтилена 40°С, для полистирола 90 °С. Электрическая прочность полярных полимеров выше, чем неполярных. Для эластомеров наблюдается немонотонная температурная зависимость электрической прочности. [c.94]

А. И. Красильщиков с сотрудниками считает защитная способность покрытия связана с тем, что в результате его взаимодействия с металлом изменяется энергетический уровень атомов, расположенных на поверхности, и таким образом повышается его термодинамическая стабильность. Образующийся на границе раздела металл — покрытие двойной электрический слой вызывает торможение электрохимических процессов на металле под пленкой, снижает ток пассивации и увеличивает адгезию полимера к металлу. На основании установленной зависимости между адгезией покрытия к стали и током поляризации, характеризующим защитную способность покрытия, авторами предложен неразрушающий метод определения прочности связи покрытия сЬ сталью по величине плотности тока анодной пассивации [19, 30]. [c.27]

Из табл. 2 видно, что при переработке ряда технически важных материалов температурные режимы для одного и того же полимера зависят от технологических приемов. Например, сварка изделий (листов, труб и пр.) из пластмасс, осуществляемая горячим воздухом, нагреваемым в специальных горелках, проводится при довольно высокой температуре. В этих условиях возможно разложение и окисление материала. Однако продолжительность нагревания в данном случае незначительна, что, естественно, ограничивает степень протекающей деструкции. Влияние условий переработки (температуры и продолжительности) на свойства материалов обычно определяется путем испытаний физико-механических и других свойств. Определения значений теплостойкости (по Мартенсу, Вика и другим методам), прочности на разрыв, модуля упругости, удельной ударной вязкости и относительного удлинения при разрыве проводятся по различным методикам и общесоюзным стандартам . Ухудшение этих показателей, например появление хрупкости, указывает на изменения свойств, вызванные деструкцией и иногда образованием пространственных структур. По величине растворимости и удельной вязкости растворов полимеров до и после обработки можно судить о характере протекающих процессов деструкции и сшивания . Показатели диэлектрических свойств полимера, такие, как удельное объемное электрическое сопротивление (р), тангенс угла диэлектрических потерь (1д6) и диэлектрическая постоянная, также весьма существенны при оценке электроизоляционных материалов. [c.26]

Изучение электрических свойств молекулярных твердых веществ долгое время было пасынком физики твердого тела. До разработки квантовомеханической теории физики и химики изучали макроскопические свойства — такие, как твердость, сжимаемость и проводимость — самых различных материалов. Кристаллические типы не были еще достаточно четко дифференцированы, а поскольку представления о твердом теле были весьма ограниченными, не были выбраны какие-либо вещества в качестве специфических моделей для изучения того или иного из этих свойств. После появления зонной теории твердого тела наибольшее значение приобрели микроскопические свойства веществ, однако молекулярные твердые тела остались в стороне от рассмотрения. Одной из причин создавшегося положения могло явиться то, что не нашлось вещества, которое подошло бы в качестве простой теоретической или экспериментальной модели. Для металлов моделью мог служить литий или натрий, для ионных кристаллов — хлористый натрий, для полупроводников — германий и кремний. Простейшие же твердые вещества молекулярного характера, например монокристаллы водорода, гелия, аргона или неона, малодоступны и их трудно изучать. Даже сера и иод — первые из элементов периодической системы, образующие молекулярные кристаллы при комнатной температуре,— не привлекли серьезного внимания, так как по своей природе они довольно сложны. Другая очень веская причина относительного пренебрежения молекулярными твердыми веществами кроется в трудности практического применения этих веществ. Чрезвычайная мягкость, малая прочность на разрыв и низкая электропроводность делают их мало интересными для инженеров. Положение изменилось с появлением полимеров, но они нашли применение в электротехнике лишь как изоляторы, и поэтому измерения, описанные в литературе, носили прикладной характер и касались определения в основном изоляционных свойств, а не проводимости. [c.9]

Сообщалось о понижении вязкости растворов полидиметилсилоксана в результате разветвления его макромолекул при облучении [228]. Хотя вязкость при облучении возрастает, это увеличение не столь значительно, как это имело бы место при увеличении молекулярного веса полимера [191, 226]. Увеличение вязкости полимера в процессе облучения может быть использовано для определения момента образования гель-фракции [132, 230—235]. Диэлектрическая проницаемость и электрическая прочность полимера при облучении не изменяются, а сопротивление и тангенс угла диэлектрических потерь силиконов некоторых типов несколько увеличиваются при облучении дозами у-лучей, большими 5 Мрад, при 25 и 150° [236]. [c.185]

Иончувствительные мембраны (ИЧМ) представляют собой основу многих электрохимических методов анализа. По агрегатному состоянию различают твердые, жидкие и пластифицированные мембраны. Электрический потенциал, возникающий на границе мембрана-водный раствор, определяется активностью, а при определенных условиях концентрацией заряженных частиц водного раствора. Пластифицированные ИЧМ - область исследований кафедры аналитической химии - должны обладать следующими физическими, механическими и химическими свойствами ионной проводимостью, прочностью, достаточной электропроводностью. ИЧМ можно отнести к классу наполненных полимеров. На сегодня состав мембранных композиций ИЧМ стандартен. В качестве матрицы таких полимеров до сих пор чаще всего используют поливинилхлорид (ПВХ) в настоящее время проводятся активные исследования других полимеров с точкой стеклования ниже комнатной прежде всего полимеров акрилового ряда. [c.72]

Естественным образом электрйческую прочность полимеров можно использовать не как эксплуатационное свойство, а для исследования структуры постольку, поскольку она связана с температурой, а через нее — с электропроводностью и деформационными состояниями. С определенными оговорками, при этом можно пользоваться принципом ТВЭ. Так, электрическая прочность подавляющего большинства полимеров в силу указанных факторов при повышении температуры убывает, причем наиболее резкие изменения происходят в области релаксационных или фазовых переходов. [c.263]

Исследование эксплуатационных свойств изделий из фенопластов и изучение влияния режимов их переработки на свойства этих полимеров, проводимые в НИИПМ , являются продолжением работ довоенного периода Подтверждено влияние режимов переработки на свойства изделий . Установлена однозначная зависимость между электропроводностью и диэлектрическими потерями на стадии отверждения смол и содержанием влаги в материале, градиентом летучих и внутренним напряжением между электропроводностью и электрической прочностью Разработан новый метод и прибор для определения твердости пластмасс по глубине погружения шарика, измеряемой относительно верхнего уровня образца в котором на точность результатов измерения не влияет ни толщина образца (до 3 мм), ни шероховатость его поверхности. Для установления связи между физическими свойствами и строением полимерных соединений, рецептурными изменениями композиции и режимами изготовления материала разработан новый прибор — эластометр, который дает возможность проводить испытания, невыполнимые на существующих машинах Эластометр применен для исследования процесса ноликонденсации метилолполиамидных смол путем измерения структурно-механических показателей пленок. В результате измерений получены необходимые данные для управления процессом изготовления пленки с заданными свойствами. [c.293]

В настоящее время больпшнство исследователей придерживаются гипотезы, согласно которой электрический пробой твердых диэлектриков обусловлен ударной ионизацией электронами. Эта гипотеза косвенно подтверждается рядом фактов 1) определенной кристаллографической направленностью каналов пробоя в ионных кристаллах 2) большой скоростью роста канала пробоя (1 10 м/с) 3) сравнительно малым различием электрической прочности пр ДЛЯ разных по свойствам твердых диэлектриков (включая полимеры), не превышающим обычно одного порядка 4) возрастанием с ростом температуры у кристаллов галогенидов щелочных металло1в, что можно объяснить, учитывая торможение электроне проводимости на колебаниях кристаллической решетки. [c.61]

После пропитки суспензией толщина стеклоленты увеличивается исходная стеклолента толщиной 0,06 мм за счет осаждения полимера и каландрования достигает толщины 0,11 мм, а стеклолента 0,1 мм — толщины 0,2 мм соответственно. Пропитанная стеклолента должна быть механически прочной и равномерной по толщине. Осажденное покрытие подвергают обработке при температуре 320° С с одновременным каландрованием ленты в валках. Трещины в покрытии закатывают за счет пластической деформации слоя ПТФЭ, что повышает электрическую прочность стеклофторопластовой ленты. Толщина стеклоленты до каландрования со слоем осажденной суспензии равна 0,11 мм, после операции каландрования за счет обжатия толщина уменьшается до 0,080 мм. Средняя электрическая прочность стеклоленты, определенная на спеченных образцах, составляет до каландрования 8,4 10 В/мм, после каландрования 36,0-10 В/мм. Стеклофторопластовые ленты толщиной 0,1 и 0,2 мм и шириной 20 мм должны иметь разрывную прочность не менее 230 и 300 Н. [c.102]

Методики определения гель-полимера, двойных связей, пероксидных и эпоксидных групп соответствовали описанным [11—14], подготовка образцов и испытание физико-иехаиических свойств и диэлектрических свойств соответствовали требованиям ГОСТ твердость — ГОСТ 6233-67 прочность на удар — ГОСТ 4765-73 прочность на изгиб — ГОСТ 6806-73 удельное йбъемное электрическое сопротивление — ГОСТ 6433.1—71. [c.84]

Ряд свойств полимеров, например газопроницаемость, устойчивость к действию растворителей и химических реагентов, электрическое сопротивление, имеют большое значение при определении возможности пспользования данного полимера в тех или иных областях. Однако основным свойством, определяющим ценность полимера, является его механическое поведение, а именно деформация и текучесть под нагрузкой. Механические свойства полимера можно характеризоБать его деформ ац и о н но-прочност-яой характеристикой [13]. [c.39]

Важнейшими прочностными показателями ИП являются жесткость и прочность при изгибе, поскольку их удельные (в пересчете на единицу массы) значения превышают соответствующие показатели многих типов обычных пенопластов и монолитных полимеров. Напротив, другой важный прочностной показатель полимерных материалов — разрушающее напряжение при сжатии — в случае ИП является величиной весьма условной. В самом деле, значение этого показателя определяется в основном значением кажущейся плотности сердцевины пеноматериала, которая, в свою очередь, различается в несколько раз по сечению пеноблока [428]. Определенные трудности встречаются и при учете влияния неравномерностей макроструктуры на теплофизические и электрические свойства ИП 429]. [c.66]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология