Электрическая прочность полимеров

И ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ ПРОЧНОСТЬ ПОЛИМЕРОВ [c.261]

Однако, хотя детали надмолекулярной организации или релаксационные характеристики влияют —и подчас решающим образом—на электрическую прочность полимеров, вряд ли можно рекомендовать само свойство электрической прочности применять для исследований структуры или структурных переходов. Для этого, как мы видели, есть более прямые и эффективные методы. Задача должна ставиться наоборот зная все структурные и релаксационные факторы, влияющие на электрическую прочность, следует выбирать оптимальные структуру и условия для технической эксплуатации полимеров как диэлектриков. [c.263]

Подробно об электрической прочности полимеров см. в работах 161, 62]. [c.263]

Электрическая прочность полимеров при повышении температуры обычно уменьшается. При этом имеет значение, в каком физическом состоянии (стеклообразном или высокоэластическом) находится полимер при измерении его Ещ. Как видно из рис. 7.20, при низких температурах пр аморфного эластомера в три с лишним раза ниже, чем у кристаллического ПЭ. В то же время при высоких температурах (вблизи 400 К) эта физическая величина для полимеров обоих видов практически одинакова. Для полярных полимеров пр при низких температурах (вблизи 100 К) в несколько раз больше, чем у неполярных (рис. 7.21). При повышенных температурах (вблизи 400 К) это отличие существенно уменьшается. [c.207]

Наиболее резкое уменьщение электрической прочности полимеров разного строения (см. рис. 7.20, 7.21) происходит в температурных интервалах, где для аморфных полимеров реализуются ки- [c.208]

С ростом температуры электрическая прочность полимеров в переменном электрическом поле прн любом механизме пробоя снижается сначала (до Гс или Тпл) незначительно, а в области Тс или Тп происходит ее резкое уменьшение. В постоянном электрическом поле в области Тс иногда наблюдается. максимум пр, обусловленный дипольной поляризацией, ослабляющей напряженность приложенного поля. [c.380]

Зависимость электрической прочности полимеров от температуры [c.131]

Сведения о электрической прочности полимеров при сверхнизких температурах представляют практический интерес в связи с расширением применения полимерной изоляции в криогенной технике. В ряде работ [113,114] отмечено возрастание S np полиэтилена, полипропилена, фторопласта-4 и других полимеров при достижении криогенных температур (рис. 71). Однако отмеченное увеличение Snp вероятнее всего обусловлено снижением разрушающего действия частичных разрядов при переходе [c.132]

Характер температурной зависимости электрической прочности полимеров определяется и временем воздействия напряжения. Как видно из рис. 74, при пробое полиэтилена на импульсах длительностью 10 с кпр в однородном поле менее резко снижается с ростом температуры, чем в случае пробоя при постоянном напряжении, когда время воздействия напряжения на образец, составляет несколько десятков секунд. [c.134]

Электрическая прочность сверхтонких полимерных слоев, имеющих толщину в интервале от 30 до 700 нм и полученных, как правило, в тлеющем разряде, отличается рядом особенностей [123—125]. Так, кремнийорганических (в интервале от 213 до 373 К [123]) и полистирольных пленок (от 273 до 473 К [124]) не зависит от температуры. Существенную роль играет материал электрода значение пр растет с увеличением работы выхода металлического катода [123, 124]. Значения сверхтонких полимерных пленок близки к значениям истинной электрической прочности полимеров, измеренной на образцах толщиной несколько десятков микрометров. В работе [123] обнаружено существенное возрастание пр кремнийорганического полимера при переходе от пленок толщиной 200—700 нм к пленкам толщиной менее 200 нм (рис. 77). Аномально высокие значения электрической прочности пленок полипропилена толщиной 200 нм были установлены в работе [125]. В этих пленках пробой не наступал вплоть до напряженностей 50-10 В/м ( /пр = = 1000 В), что примерно в 7 раз превышает значения истинной электрической прочности полипропилена, измеренные на образцах толщиной 10 мкм и более. [c.136]

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]

Колесов с сотрудниками, изучая влияние размеров надмолекулярных образований на электрическую прочность полимеров, установил, что мелкосферолитная структура способствует увеличению электрической прочности [129]. С увеличением диаметра сферолитов электрическая прочность полимерных образцов снижается (рис. 85). Специальными опытами, в которых игольчатые электроды под микроскопом подводились к различным микроучасткам полипропиленовых пленок, было показано, что в пленках с крупными сферолитами различные микроучастки [c.141]

Существенное влияние на электрическую прочность полимеров оказывает также введение пластификаторов. Как правило, добавка пластификатора снижает (8 пр полимера [4, с. 113 132]. Это снижение примерно пропорционально содержанию пластификатора и тем более заметно, чем выше температура, при которой производится пробой [c.146]

Развитие дендритов в полимерах проходит две стадии. Ранняя стадия соответствует зарождению дендрита и охватывает период времени от момента приложения напряжения до возникновения дендрита —/з. Момент возникновения дендрита фиксируется либо визуально под микроскопом, либо с помощью индикатора частичных разрядов по появлению начальных электрических разрядов в образце. Принято считать [115], что возникновение дендрита соответствует появлению вблизи игольчатого электрода канала неполного пробоя длиной 10—20 мкм. Вторая стадия развития дендрита соответствует росту канала дендрита и охватывает период времени от момента появления дендрита до пробоя образца — tp. Если к образцу приложено такое напряжение, что напряженность электрического поля вблизи электрода-острия превышает электрическую прочность полимера, то дендрит возникает практически сразу вследствие неполного пробоя полимера. [c.149]

В работах ряда исследователей продолжает уделяться большое внимание роли объемного заряда, накапливаемого в полимере в сильном электрическом поле перед пробоем, в частности за счет инжекции электронов из катода. Однако следует отметить, что интерпретация результатов опытов, где может проявляться объемный заряд, не всегда однозначна и требуется тщательный теоретический анализ с тем, чтобы понять, какое влияние оказывает объемный заряд на Электрическая прочность полимеров на импульсах при т л 10 - - 10 = с меньше, чем при постоянном напряжении, вероятно потому, что пробой на коротких импульсах происходит в отсутствие объемного заряда. Значения р полимеров с увеличением длительности импульсов от 10- до 10 с возрастают, а при одновременном воздействии на образец постоянного и импульсного напряжения сумма Ппр + С/пр" увеличивается с ростом 7 р> если полярности постоянного и импульсного напряжений совпадают, и уменьшается, если полярности противоположны, что может быть связано с образованием объемного заряда (рис. 102) [143]. В сильных полях в результате инжекции электронов образуется отрицательный объемный заряд, который снижает напряженность поля у катода. Поэтому пробой происходит при более высоком напряжении, чем в отсутствие объемных зарядов. В случае пробоя на импульсах обратной полярности напряженность поля у катода оказывается резко повышенной за счет тех объемных зарядов, которые образовались при предварительном воздействии [c.158]

Измене.чие электрической прочности полимеров под действием излучения никем специально не изучалось. Однако известно, что под действием радиации снижается значение напряжения, при котором наблюдается стекание зарядов с поверхности образца. В некоторых специальных случаях этот факт может иметь важное значение. [c.168]

Электрическая. прочность полимера 5Р составляет 400 е/25 мк [c.201]

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

Некоторые авторы считают, что полученное в таких условиях значение = /j,p/A характеризует истинную ( внутреннюю ) электрическую прочность полимера, поскольку почти не зависит от толщины образца, окружающей среды и полярности электродов. Однако необходимо отметить, что материал электродов и качество обработки поверхности выемки (см. рис. 31, а) влияет на Е р [96, с. 214 109]. Кроме того, как будет видно из дальнейшего, значения пр J полученные для разных видов образцов (рис. 31, а и в), несколько различаются. [c.71]

Зависимость электрической прочности полимеров от температуры и частот испытательного напряжения [c.71]

Зависимость электрической прочности полимеров [c.74]

На электрическую прочность полимера могут влиять механические напряжения в изоляции. В работе [142] исследовался рост дендритов в образцах полиэтилена, подвергнутых одностороннему растяжению. Игольчатые электроды вводили в образец таким образом, что электрическое поле было приложено перпендикулярно к направлению растяжения. Под действием механических напряжений меняется форма поверхности, ограничивающей древовидные побеги, эта поверхность сплющивается в направлении растяжения. Скорость роста дендритов увеличивается по мере возрастания механических растягивающих усилий (рис. 53). Механизм возникновения и роста дендритов в полимерах во многом остается неясным. [c.87]

При оценке влияния молекулярной массы на электрическую прочность полимеров необходимо учитывать также возможность структурных изменений образцов при изменении молекулярной массы [176]. Так, у образцов полиэтилена с узким молекулярно-массовым распределением при увеличении средних значений молекулярной массы от 3000 до 600 ООО электрическая прочность повышалась от 1,7-10 до 5,0-10 В/м, вероятно, вследствие уменьшения размеров сферолитов от 70 до 5—10 мкм. [c.110]

Изменение электрической прочности полимеров нри введении наполнителей и добавок отмечалось в ряде работ. Так, электрическая прочность полиэтилена [178, 179] существенно уменьшается при добавлении двуокиси титана (е = 100) (рис. 80). Снижается также электрическая прочность поливинилхлорида при увеличении концентрации в нем пигмента [180]. Значительное уменьшение электрической прочности наблюдается нри введении в полимеры сажи или графита, которые обладают высокой электропроводностью. [c.112]

Одним из частных случаев неоднородных диэлектриков является диэлектрик, содержащий газовые включения. Наличие подобных включений (нор, трещин) снижает электрическую прочность полимера как вследствие искажения ноля внутри образца, так и в результате резко пониженной прочности самих газовых включений. [c.113]

Введение пластификаторов в полимер изменяет зависимость электрической прочности от температуры. Электрическая прочность полимера, содержащего пластификатор, начинает снижаться с ростом температуры раньше, чем у непластифицированного полимера (рис. 82) [1, с. 187]. [c.113]

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 сушественно зависит от времени до пробоя Тф. Согласно данным работ [116—119], зависимости Гпр = /(тф) для полиметнлметакрилата 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 ё пр практически не зависит от длительности импульса. При увеличении длительности импульса свыше 10- с 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 полиметнлметакрилата на 35 %, а для полиэтилена на 20 % превышает ёпр, измеренную на импульсах длительностью 10 с. Возрастание пр в максимуме (при тф от 10- до 10- с) оказывается более существенным для полярного полиметилметакри-лата по сравнению с неполярным полиэтиленом [118, 119] с повышением температуры значение ё пр в области максимума [c.134]

Электрическая прочность кристаллических полимеров, содержащих кристаллическую и аморфную фазы, зависит как от степени кристалличности, так и от особенностей надмолекулярной структуры. Начиная с 60-х годов [4, с. 107], в ряде работ предпринимались попытки установить взаимосвязь между степенью кристалличности и электрической прочностью полимеров. Артбауэр на примере полиэтилеитерефталата показал, что образцы с более высокой степенью кристалличности имеют и более высокие значения < пр. Для полиэтилена разной плотности, сополимеров этилена с пропиленом и смесей полиэтилена высокой и низкой плотности было также установлено, что в области комнатных температур как для экспериментальных образцов [127], так и для изоляции кабелей [128] увеличение степени кристалличности материала сопровождается возрастанием (рис. 84). Однако некоторые авторы [115] указывают, что электрическая прочность полиэтилена при комнатной и более низких температурах уменьшается с увеличением степени кристалличности. Такое противоречие в оценке взаимосвязи между пр и степенью кристалличности может быть связано с осложняющим влиянием надмолекулярных образований на пр. [c.141]

Некоторые вещества оказывают влияние на электрическую прочность полимеров даже в том случае, если их концентрация в материале не превышает 1 %. Как сообщает Иеда [115], введение 0,1ч- 1 % пирена увеличивает р полиэтилена при 77 К [c.145]

Большое количество изделий из пластмасс находит широкое применение лишь потому, что их стоимость удалось снизить до уровня стоимости аналогичных изделий, изготовленных из обычных материалов. Это достигается за счет добавления в полимер различных наполнителей, таких, например, как глина,, древесная мука и кремнезем. Эти дешевые и инертные вещества вводятся в полимеры для снижения их стоимости. Однако, помимо этого, наполнители придают материалу ряд ценных, свойств . Коэффициенты расширения пластмасс выше, чем у большинства неорганических материалов, с которыми их сравнивают. Поэтому добавление неорганических наполнителей снижает усадку и коэффициент объемного расширения, но повышает жесткость, теплопроводность и электрическую прочность полимеров . При полимеризации некоторых полимеров выде- [c.180]

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]

Затвердевшая эпоксидная смола в образцах Мак-Кеуна улучшает теплоотвод от полимерной пленки, жестко закрепляет металлические электроды, может оказать значительное давление на пленку. Последовательно анализируя влияние всех этих факторов на величину Е р и проводя опыт с различными вариантами конструкций образцов, Лоусон [116] пришел к выводу, что повышенные значения Е р в образцах Мак-Кеуна обусловлены именно зйестким закреплением электродов и пленки отвердевшей эпоксидной смолой. Если это так, то следует признать, что образцы Мак-Кеуна (см. рис. 31, в) более пригодны для изучения истинной электрической прочности полимеров, чем образцы с выемкой (см. рис. 31, а), дающие заниженные значения Е , . [c.73]

Ранее для объяснения температурной зависимости электрической прочности полимеров пользовались теорией пробоя аморфных веществ Фрёлиха, согласно которой электрическая прочность должна экспоненциально снижаться сповышением температуры. Однако теория Фрёлиха не может объяснить повышение электрической прочности полимера с возрастанием его жесткости (см. рис. 34) или с уменьшением длительности воздействия напряжения в области повышенных температур [129]. Эти факты могут быть объяснены на основе гипотезы об электромеханическом пробое полимеров при высоких температурах вследствие сжатия под действием электростатических сил. [c.75]

Средняя электрическая прочность полимеров, измеренная с ис-нользованием стандартных электродов (т. е. при наличии краевых разрядов), сильно зависит от толщины образцов [46, с. 56 139, . 45). Типичные зависимости Е р, р — f (к) для разных полимеров приведены на рис. 48. Необходимо учитывать, что приведенная зависимость Бпр.ср = f (к) не обусловлена изменением истинной электри- [c.84]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология