Неполярные полимеры диэлектрики

Диэлектрические потери представляют собой ту часть энергии электрического поля, которая рассеивается в диэлектрике в виде теплоты. Они могут быть охарактеризованы с помощью тангенса угла диэлектрических потерь tgS, который численно равен доле энергии, необратимо рассеиваемой в виде тепловых и других потерь за один период колебаний электрического поля. Большие диэлектрические потери характерны для полярных полимеров, для неполярных полимеров диэлектрические потери гораздо меньше. [c.44]

Неполярные полимеры благодаря низким значениям тангенса угла диэлектрических потерь находят широкое применение в качестве высокочастотных диэлектриков. [c.84]

Для аморфных и кристаллических неполярных полимеров е определяется в основном деформационной электронной поляризацией, а от частоты (в пределах 0—1011 гц) не зависит, и уменьшается с повышением температуры. Величина е" близка к 5-10 , но в определенном для каждого полимера температурно-частотном диапазоне может проходить через максимум. Для всех полимерных диэлектриков температурно-частотные зависимости е и е" обусловлены дипольной природой полимера или его примесей и релаксационным характером установления поляризации. Сорбция полимерами низкомолекулярных веществ или деформация полимеров приводит к изменению их диэлектрической проницаемости. [c.285]

Полиэтилен относится к неполярным полимерам, его дипольный момент равен нулю. Вследствие весьма высокой степени электрической симметрии он обладает высокими диэлектрическими свойствами и превосходит в этом отношении полярные диэлектрики. Диэлектрическая постоянная полиэтилена обусловливается только электронной и атомной поляризацией она имеет ту же величину, что и диэлектрическая постоянная алифатических насыщенных углеводородов. Вследствие ничтожной электропроводности полиэтилена его диэлектрические потери должны быть весьма малы (tg Б = =0,0002—0,0004). Диэлектрическая постоянная и тангенс угла диэлектрических потерь практически не зависят от частоты поля (вплоть до [c.182]

Из табл. 13 видно, что наименьшими значениями обладают неполярные полимеры полиэтилен и полистирол, являющиеся наилучшими полимерными диэлектриками. [c.254]

Из таблицы видно, что наименьшими значениями бмакс обладают неполярные полимеры полиэтилен и полистирол — высокочастотные полимерные диэлектрики. [c.248]

Неполярные полимеры — полистирол, полиэтилен, тефлон, полиизобутилен — обладают крайне малым поглощением (или потерей) электрической энергии в переменном электрическом поле, почти не изменяющимся с температурой. Мерой диэлектрических потерь является отношение коэффициента потерь энергии и диэлектрической постоянной, выражаемое величиной tgб (которая называется тангенсом угла потерь)-, у неполярных полимеров tg6= =0,0003—0,0005, эти диэлектрики применяются в радиотехнике (обычные фарфоровые изоляторы имеют tgб=0,01). [c.224]

Уменьшению дипольных потерь у неполярных полимеров способствуют тщательная очистка мономеров, хорошая отмывка полимера от катализаторов, стабилизация материала от окисления такими стабилизаторами, введение которых не приводит к заметному увеличению тангенса угла диэлектрических потерь, вакуумная переработка полимеров в изделия. Как видно из рис. 86, тщательной очисткой полиолефинов удалось достигнуть значений tg бмакс 1,5-Ю . Неполярные полимеры благодаря низкому уровню тангенса угла диэлектрических потерь находят широкое применение в качестве высокочастотных диэлектриков. [c.127]

По электрическим свойствам полимеры можно разделить на диэлектрики, полупроводники и электропроводящие материалы, К диэлектрикам относится большинство как полярных, так и неполярных полимеров. Полярные диэлектрики содержат электрические диполи, способные к переориентации во внешнем электрическом поле. К полупроводникам относятся полимеры с системой сопряженных связей и полимерные комплексы с переносом заряда. Электропроводящие материалы представляют собой диэлектрики с введенными в них тонкодисперсными электропроводящими наполнителями (например, техническим углеродом, графитом, порошкообразными металлами). [c.170]

Образцы 1—5 соответствуют неполярным полимерам (полиэтилен, полипропилен, политетрафторэтилен, сополимер тетрафторэтилена с гексафторпропиленом) разной толщины. Образцы 6—10 соответствуют полярным полимерам типа полиэтилентерефталата, поликарбоната. Образцы 11—15 соответствуют диэлектрикам с повышенной диэлектрической проницаемостью, например полимерам, [c.81]

В неполярных макромолекулах под действием электрического поля происходит смещение положительных. зарядов (ядер) и электронов. Возникает так называемый наведенный диполь. В дальнейшем макромолекула с наведенным диполем будет вести себя как полярная макромолекула. Однако величина наведенных диполей меньше, чем постоянных диполей. Поэтому, как правило, проводимость неполярных полимеров меньше, чем полярных. Процесс, протекающий в диэлектриках под действием электрического поля носит название диэлектрической поляризации. Очевидно, чем больше величина диэлектрической поляризации, тем хуже диэлектрик. [c.133]

Вернемся к уравнению, приведенному на стр. 135. Мы видим, что диэлектрическая поляризация, а следовательно, электрическая проводимость поли.мера возрастают с увеличением напряженности электрического поля. При некотором значении напряженности увеличение электропроводности приводит к резкому увеличению силы тока, проходящего через диэлектрик, т. е. к пробою диэлектрика. Хороши.ми изоляторами являются диэлектрики с высокой электрической прочностью пробивное напряжение таких диэлектриков составляет миллионы и более вольт на сантиметр. Высокой электрической прочностью (1-10 — 1 10 В/см) обладают неполярные полимеры. [c.136]

Электрическая проводимость полимеров возрастает с увеличением напряженности электрического поля. При некотором значении напряженности увеличение электропроводности приводит к резкому увеличению силы тока, проходящего через диэлектрик, т.е. к пробою диэлектрика. Хорошими изоляторами являются диэлектрики с высокой электрической прочностью. Высокой электрической прочностью (1 10 -1 -10 В/см) обладают неполярные полимеры. [c.140]

Советскими учеными Б. В. Дерягиным и И. А. Кротовой предложена электрическая теория адгезии, основанная на явлениях контактной электризации при соприкосновении поверхностей двух диэлектриков (или металла и диэлектрика). Возникающий при этом двойной электрический слой препятствует разделению адгезива и субстрата. Электрическая теория адгезии лучше, чем адсорбционная, объясняет некоторые закономерности, установленные при изучении явления адгезии, но и она не лишена недостатков. В частности, электрическая теория не может объяснить образования адгезионной связи между полимерами, близкими по своей химической природе. Кроме того, согласно электрической теории адгезии неполярные полимеры не могут давать прочных связей, поскольку они не способны быть донорами электронов, тогда как известна высокая адгезия многих неполярных полимеров к различным поверхностям. [c.102]

Полиэтилен (-СН2-СНг-)п — карбоцепной термопластичный кристаллический полимер белого цвета со степенью кристалличности при 20°С 0,5—0,9. При нагревании до температуры, близкой к температуре плавления он переходит в аморфное состояние. Макромолекулы полиэтилена (ПЭ) имеют линейное строение с небольшим количеством боковых ответвлений. ПЭ водостоек, не растворяется в органических растворителях, но при температуре выше 70°С набухает и растворяется в ароматических углеводородах и галогенпроизводных углеводородов. Стоек к действию концентрированных кислот и щелочей, однако разрушается при воздействии сильных окислителей. Обладает низкой газо- и паропроницаемостью. Звенья ПЭ неполярны, поэтому он обладает высокими диэлектрическими свойствами и является высокочастотным диэлектриком. Практически безвреден. Может эксплуатироваться при температурах от -70 до 4-бО°С. [c.388]

Удовлетворительных теоретических представлений о теплопроводности полимеров не существует. Даже для моделей со сферической структурой и для неполярных жидкостей построены лишь очень приблизительные аппроксимации, а для полимеров в твердом состоянии их нет вообще. Физики знают, что в металлах теплопередача осуществляется за счет электронной проводимости, а в диэлектриках — за счет атомных и молекулярных движений. Это же справедливо и для неэлектропроводных жидкостей. [c.119]

Величина молярной поляризуемости Р является аддитивной и складывается из поляризуемостей атомов, а также из инкрементов поляризу емости, связанных с наличием различных типов химических связей (двойная, тройная) и с другими особенностями строения молекул. Здесь картина та же, что и в слу чае оценки молярной рефракции. Для неполярных диэлектриков диэлектрическая проницаемость обусловлена только деформационной поляризацией и, согласно соотношению Максвелла, практически совпадает с квадратом показателя преломления в области высоких частот е г п . Для таких полимеров (полиэтилен, политетрафторэтилен, полибутадиен и т. д.) молярная рефракция R практически совпадает с молярной поляризацией Р. [c.260]

Диэлектрические потери ПЭВД — неполярного диэлектрика — очень низкие. Значение тангенса угла диэлектрических потерь ПЭВД лежит обычно в пределах 2 10 -3 10 . Эти потери обусловлены наличием небольшого числа полярных групп и в меньшей мере СН3-группами и связями -С=С-, имеющими небольшие значения дипольных моментов. Снизить диэлектрические потери до минимума можно путем тщательной очистки полиэтилена от посторонних примесей и от низкомолекулярной части, обычно имеющей повышенное содержание окисленных групп, СНз-групп и связей -С=С-. Рост диэлектрических потерь предотвращают введением в полиэтилен антиоксидантов. Уменьшение содержания СНз-групп и связей —С=С— может быть достигнуто путем синтеза полимера при более низкой температуре и более высоком давлении (см. раздел 7.5). [c.155]

Как уже отмечалось выше, диэлектрические потерн в неполярных и малополярных полимерах незначительны и определя- отся электрической проводимостью диэлектрика. Ниже приве- [c.375]

Общая поляризация полярного диэлектрика складывается из деформационной и дипольной поляризации. Поэтому диэлектрическая проницаемость г полярного полимера больше, чем неполярного. В табл. 9.1 приведены значения г ряда полимеров. [c.243]

При кристаллизации неполярных полимеров пронсходнт сни-жение проводимости тем большее, чем выше степень кристалличности. Это еще раз подчеркивает, что проводимость в диэлектриках имеет преимущественно ионный характер так как электронная проводимость увеличивается при кристаллизации, а ионная — снижается. [c.370]

Физико-механические и диэлектрические свойства полистирола обусловлены слабой полярностью его макромолекул (дипольный момент 0,37 10 ). По комплексу диэлектрических свойств полистирол относится к наиболее совершенным диэлектрикам и уступает лишь таким неполярным полимерам, как полиэтилен и политетрафторэтилен. Важнейшие диэлектрические показатели полистирола, имеющие значение для высокочастотной техники, — диэлектрическая постоянная и тангенс угла диэлектрических потерь — имеют весьма низ1кие значения и в широких пределах не зависят от температуры и частоты поля. [c.214]

Как неполярный полимер политетрафторэтилен является самым совершенным диэлектриком его диэлектрическая постоянная и тангенс угла диэлектрических потерь столь же малы, как и у полиэтилена, практически не зависят от частоты поля (в пределах до 10 гц) и постоянны в весьма широком температурном интерви те (от—160 до +280°). [c.266]

Полимеры имеют высокие диэлектрические свойства. Неполярные полимеры (полнолефины, тефлон) являются непревзойденными диэлектриками. Сочетание хороших диэлектрических показателей, сохраняющихся в широком интервале температур, с механической прочностью делает многие полимеры ценнейшими конструкционными и изоляционными материалами в электротехнике, радиотехнике и т. п. [c.9]

В работах [155— 157] рассмотрен вопрос о поведении зарядов в диэлектриках, подвергнутых облучению электронами, другими заряженными частицами или обработке в коронном разряде (т. е. в радиационных, или псевдоэлектретах). Авторы игнорировали наличие остаточной поляризации или поляризационных процессов и полагали, что в диэлектрике существуют только свободные заряды — захваченные носители зарядов. Специфику диэлектрика учитывали только с помощью диэлектрической проницаемости и полагали наличие быстроменяю-щейся поляризации, следующей за изменением поля свободных зарядов, что справедливо только для неполярных полимеров. [c.126]

Образование Ор сопровождается увеличением числа носителей п в полимерном диэлектрике, что приводит к возможности повышения поляризуемости диэлектрика. Действительно, в таком неполярном полимере, как ПЭ, после приложения к нему поля 2000 кВ/см диэлектрическая проницаемость при Г кГц повышается с 2,23 до 2,245, что соответствует приросту поляризации Р = 7г Р = = еоАе . Если предполагать, что инжектированные носители перемещаются в поле на 1 нм, то п= 10 если на 10 нм, то п=102о м-з. Расчет барьера Шоттки дал 1,3 эВ, глубина ловушек, в которые захватываются инжектированные носители, составляет 1,2 эВ. Суммарный инжектированный объемный заряд при п=1000 кВ/см, по расчету, достигает 10 Кл/см что совпадает по порядку величины с экспериментальным значением Ор (82]. [c.88]

По электрическим свойствам ПЭ, как неполярный полимер, относится к высококачественным высокочастотным диэлектрикам. Диэлектрическая проницаемость и тангенс угла диэлектрических потерь мало изменяются с изменением частоты электрического поля, температуры в пределах от —80 до 100 °С и влажности. Остатки катализатора в ПЭВП повышают тангенс угла диэлектрических потерь, особенно при изменении температуры, что приводит к некоторому ухудшению изоляционных свойств. [c.30]

Различными данными было показано, что электрические свойства систем, содержащих полярные полимеры, определяются ориентацией диполей. (В неполярных полимерах эти свойства связаны только с электронным смещением.) Статические диэлектрические постоянные полярных полимеров растут с увеличением моментов полярных групп [14, 15] и падают с увеличением содержания неполярного пластификатора [12]. При сравнении полистирола, содержащего лара-хлордифенил, с поли-па/7а-хлорстиролом, содержащим дифенил [9], оказалось, что поглощение было приблизительно пропорционально содержанию хлора, независимо от того, где находится галоид, у малых или у больших молекул, и несмотря на то, что максимум поглощения для первой системы приходится на область высоких радиочастот, а для второй — на область низких звуковых частот. На ряде нелинейных фенол-формальдегидных смол Харт-шорн с сотрудниками [16] показал, что максимумы коэфициента потерь пропорциональны содержанию полярных групп, откуда следует, что механизм возникновения электрических свойств у этого типа пластиков связан с наличием диполей. (Может показаться очевидным, что причиной диэлектрической дисперсии и потерь в пластиках является ориентация диполей, но следует вспомнить, что и другой механизм может дать такую же зависимость электрических свойств от частоты и температуры. Например, неоднородный диэлектрик, состоящий из нескольких фаз, обнаруживает и дисперсию и поглощение [17]. Очень возможно, например, что электрическое поведение пластиков, содержащих наполнители, связано с таким механизмом поглощения, предложенным Максвеллом — Вагнером. Несколько лет тому назад происходила дискуссия о том, что при добавлении пластификатора гш каплям не могуг образовываться пластифицированные полимеры с равномерным распределением пластификатора по всему объему пластика отсюда следует, что их электрические свойства возникают по механизму Максвелла — Вагнера. Тот факт, что их [c.274]

Диэлектрик или криоагент СлЕода. неполярные полимеры Трансфор- маторное масло Элегаз Воздух и азот Водород Гелий [c.159]

Электрическая прочность. Как и во всех диэлектриках, при достижении некоторой напряженности электрического поля в полимерах возникает пробой, т. е. происходит электрический разряд через материал. Природа его мало отличается от природы пробоя в других диэлектриках он сопровождается образованием разветвленных каналов, по которым идет разряд. Пробою в полимерных диэлектриках предшествует микроориентация материала, связанная с его "сильной" поляризацией. Полярные полимеры имеют большую электрическую прочность, чем неполярные. Электрическая прочность резко уменьшается при переходе из застеклованного в высокоэластическое состояние. Введение наполнителя также резко уменьшает электрическую прочность. Знание величины электрической прочности в зависимости от толщины, формы и других параметров образца — обязательное условие успешного применения резин в качестве электро- [c.73]

Различают изотропные (к которым могут быть отнесены многие неполярные и полярные полимеры) и анизотропные (к ним относятся некоторые многокомпонентные гетерогенные смеси твердых вещее, о, а также многослойные конструкционные системы) диэлектрики. Смещение положительных зарядов в изотропных полимерных диэлектриках происходит в направлении электрического поля. При этом оказывается справедливым соотношение Р = кагоЕ, где / а —скалярная величина, называемая абсолютной диэлектрической восприимчивостью] Е —вектор напряженности электрического поля ео = 8,85-10- 2 Ф ш электрическая постоянная. Вектор Р на- [c.173]

Полимеры часто используются в условиях повышенной относительной влажности воздуха. Для ряда полимерных диэлектриков, применяемых, например, для изготовления электретов, стабильность электрических свойств и прежде всего проводимости в таких условиях является важным условием их успешной эксплуатации. Наиболее подробно объемная и поверхностная уз электрические проводимости при относительной влажности воздуха 95 3 7о изучена в работе [41] для полимеров различного химического строения. Исследовались образцы пленок полипропилена, полистирола, полиэтилеитерефталата (ПЭТФ), полиимида ПМ-1, фторопласт-4МБ-2 и -ЗМ толщиной 10 — 40 мм, диэлектрическая проницаемость которых варьировалась в пределах от 2,0 до 3,5. Было установлено, что для неполярных и слабополярных полимеров практически не зависит от влажности и составляет для указанных полимеров 10-16—10-17 См/м при времени выдержки под напряжением ё 10 В/м 3600 с, тогда как уз возрастает для полярных полимеров (ПЭТФ и ПМ-1) на 3—4 порядка. Резкое увеличение уз связано с образованием на поверхности полимерных пленок тонкого слоя адсорбированных молекул воды. Об этом свидетельствует корреляция между поверхностной проводимостью и углом смачивания 0. Как видно из рис. 24, зависимость уз от 0 хорошо описывается следующим эмпирическим соотношением [c.59]

Неполярные полимерные материалы, содержащие в небольшом количестве полярные примеси (остатки катализатора, стабилизаторы), можно рассматривать как композиционные материалы. Если такая примесь имеет значительную электрическую проводимость, то в таком полимерном материале наряду с релаксационными потерями, свойственными полимеру и примеси, будут еще релаксационные диэлектрические потери, вызванные полярнзаиией неоднородного диэлектрика (поляризация Максвелла— Вагнера). Если включения проводяндего вещества обозначить индексом 1, а полимерную матрицу индексом 2, то при [c.125]

В технике в качестве неполярных диэлектриков, кроме упомянутых выше полимеров, применяют политетрафторэтилен, полн-Р-винилнафталин, поли-а-метнл-стнрол. Из теплостойких полимеров следует назвать по-лифениленоксид, поли- -ксилилен, полифенилен, к-рые сохраняют свойства неполярных диэлектриков соответственно до 180, 300 и 500° С. Ценным сочетанием высоких механич. и диэлектрич. свойств в интервале томп-р от —200 до -i-200° С отличаются неполярные диэлектрики па основе полиимидов. М. б. использован нолпвннилтриметилсилап [tgo=(l—2) 10- и е = 2,3 при теми-рах от —100 до 220° С]. [c.375]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология