Диэлектрические потери и химическое строение полимеро

По своим электрическим свойствам полимеры являются типичными диэлектриками. Их поведение в электрическом поле определяется такими характеристиками, как удельное электрическое сопротивление (объемное и поверхностное), электрическая прочность, диэлектрическая проницаемость и диэлектрические потери. Электрические свойства полимеров зависят от химического строения и физического состояния полимеров, от условий их испытаний и эксплуатации, в частности, от частоты и амплитуды напряженности внешнего поля, температуры, влажности среды, конструкции электродов и геометрических размеров испытуемого образца. Испытания электрических свойств полимеров необходимо не только для оценки их эксплуатационных качеств, но и для исследования их химического строения и структуры. [c.135]

ВЛИЯНИЕ ХИМИЧЕСКОГО СТРОЕНИЯ ПОЛИМЕРА НА ДИЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ПОТЕРИ [c.251]

Изменение надмолекулярных структур приводит к смещению максимумов в области стеклования, т. е. значение найденное методом диэлектрических потерь, определяется не только степенью кристалличности, но и характером надмолекулярных структур. Понятие температура стеклования обычно распространялось лишь на аморфные полимеры. Однако ввиду специфики строения реальных полимеров оно имеет смысл и для кристаллического образца. Так, благодаря природе полимерных кристаллов, в них всегда присутствуют не являющиеся аморфной фазой дефектные области, существование которых приводит к тому, что в кристаллической фазе у полимеров проявляется сегментальная подвижность, не связанная с плавлением полимеров, т. е. кристаллический полимер характеризуется определенной температурой стеклования. Различие значений определяется в большей степени влиянием надмолекулярных структур, а не химическим строением полимера. Наблюдаемое смещение Гс хорошо согласуется с соображением о существовании в полимерах распределенных температур переходов. Очевидно, что некоторые свойства полимеров будут определяться подвижностью как цепей, так и структурных элементов более высокого порядка. [c.33]

Пластмассы являются отличными диэлектриками, широко используемыми для изготовления деталей электроаппаратуры, электроизоляционных заливочных компаундов, кабельной арматуры и т. л. При эксплуатации они редко контактируют с агрессивными средами, но под действием климатических условий, во влажном воздухе показатели их диэлектрических свойств могут изменяться. Поведение пластмасс в электрическом поле определяется такими характеристиками, как удельное объемное и поверхностное электрическое сопротивление, электрическая прочность, диэлектрическая проницаемость и диэлектрические потери. Электрические свойства полимеров зависят от их химического строения и физического [c.41]

С химическим строением связана электрическая прочность при тепловом пробое, вызываемом нагреванием диэлектрика вследствие рассеивания в нем энергии за счет диэлектрических потерь. Диэлектрические потери определяются тангенсом угла потерь ), зависящим от химического строения полимера (его полярности). Так как tgб резко возрастает с повышением температуры и диэлектрик является плохим проводником, то нагревание протекает лавинообразно, что приводит к термическому разрушению материала или пробою. Материал с более высокой нагревостойкостью оказывает большее сопротивление разрушающему термическому действию. Электрическая прочность при чисто электрическом пробое зависит от однородности материала и содержания в нем газовых включений. Содержащиеся во включениях газы имеют небольшую электрическую прочность по сравнению с большинством жидких и твердых диэлектриков, так как газы ионизируются при меньшей напряженности электрического поля. Образовавшиеся вследствие ионизации заряженные частицы (ионы и электроны), число которых при воздействии поля повышается лавинообразно, разрушают материал, в результате чего наступает пробой. [c.59]

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]

Происходящие в результате внешних воздействий изменения молекулярного и надмолекулярного строения ПЭВД приводят к ухудшению его физико-механических и диэлектрических свойств. Постепенно теряется эластичность, падают относительное удлинение и прочность при разрыве, появляется и усиливается хрупкость, растут диэлектрические потери, уменьшается электрическое сопротивление, снижается стойкость к действию различных химических соединений. Происходит старение полимера. Для его замедления и ослабления успешно применяются различные стабилизаторы, предназначенные для повышения термостабильности, светостойкости, радиационной стойкости. Изучению процессов старения ПЭВД и его стабилизации посвящено большое число работ [65, 67, 164-167]. [c.165]

Диэлектрические потери полимеров определяются двумя физическими причинами электрической проводимостью (сквозной ток) и дипольно-релаксационной поляризацией (ток замедленной поляризации). Понятно, что химическое строение, физическая структура, фазовое, агрегатное и физическое состояние будут формировать значение диэлектрических потерь. [c.151]

Диэлектрическая проницаемость полимеров определяется их химическим строением, структурой и составом. Параметры г" и характеризующие диэлектрические потери, зависят от особенностей молекулярного движения в полимерах, а следовательно, от нх химического строения и структуры. [c.183]

Отыскание адэкватных форм аналитического выражения связей между структурой и диэлектрическими свойствами вещества наталкивается на трудности расчета локального поля ц индуцированной поляризации, учета ближних и дальних сил, флуктуаций в статистическом ансамбле зарядов. В частности, одним из сложных вопросов является вопрос о соотношении макроскопического (т) и микроскопического (т ) времен релаксации. Как известно, т определяется из условия (ОтТ=1, где (От — частота приложенного поля, при которой фактор диэлектрических потерь е" достигает максимума, а зависимость диэлектрической проницаемости е от частоты претерпевает перегиб. Законность отождествления т и т не очевидна, так как различия между напряженностью внешнего и локального, действующего на молекулу, полей может составлять несколько порядков. Теоретические расчеты показали, однако, что отношение х 1% не выходит за пределы 0,67—1,0 [1]. Обосновывая с достаточной надежностью связь между молекулярными и макроскопическими характеристиками, существующие теории дипольной поляризации обеспечивают базу для дальнейшего развития диэлектрического метода изучения структуры вещества — установления структурно-релаксационных связей в условиях различных фазового и агрегатного состояний, температуры и давления. Особое значение это имеет для полимеров, в которых сложное молекулярное строение обусловливает сложный спектр релаксационных и структурных переходов, а следовательно, и многообразие физических и физико-химических свойств. [c.156]

При введении в полимеры полярных пластификаторов появляется дополнительна., область поглощения, отвечающая пластификатору — сольватированному или взаимодействующему с макромолекулами. Особенности диэлектрических потерь, обусловленных "сольватированным пластификатором, определяются химическим строением высокомолекулярного и низкомолекулярного компонентов системы. У композиций с плохо совместимыми компонентами отмечается отсутствие влияния концентрации компонентов на температуру максимума е". Вместе с тем пластификация вызывает уменьшение интенсивности дипольно-группового процесса. [c.49]

Облучение полиэтилена (низкой и высокой плотности) вызывает незначительное возрастание диэлектрической проницаемости и резкое возрастание tg б это объясняется окислением, инициированным радиацией, причем окисление идет наиболее интенсивно на участках, имеющих аморфную структуру 2089-2оэз Обсуждена проблема диэлектрических потерь в неполярных полимерах типа полиэтилена и сделан.вывод о значении боковых метильных групп, которые могут приводить к существенному увеличению диэлектрических потерь Сделана попытка на большом числе литературных данных по диэлектрическим свойствам полимеров различного строения выявить логические пути и идеи, которыми можно объяснить связь химической структуры с электрическими свойствами [c.279]

Получение полимерных -материалов с определенным комплексом свойств связано не только с синтезом полимеров различного химического строения и их химической модификацией, но и с созданием структур, обеспечивающих эти свойства. Одним из важных методов структурной модификации полимеров является пластификация— практический прием введения в полимеры различных жидкостей или твердых тел (пластифика.торов ), улучшающих эластичность и морозостойкость материала, а также облегчающих их переработку. Физико-химическая сущность пластификации состоит в изменении вязкости системы, увеличении гибкости молекул и подвижности надмолекулярных структур, что и приводит к повышению температур стеклования и текучести, а также к изменению всех свойств материалов — прочности, диэлектрических потерь, хрупкости и т. д. [c.451]

При введении в полимеры полярных пластификаторов появляется дополнительная область поглощения, отвечающая пластификатору сольватированному или-взаимодействующему с макромолекулами (рис. 111). Особенности диэлектрических потерь, обусловленных сольватированным пластификатором, определяются химическим строением высокомолекулярного и низкомолекулярного компонентов системы и не являются следствием негомо-генности, для которой характерна независимость температур областей максимальных значений б" от концентрации компонентов. [c.161]

Такие характерные зависимости справедливы для полимеров различного химического строения. Поэтому целесообразно подразделить молекулярную релаксацию, наблюдаемую диэлектрическим методом, на два основных типа релаксацию полярных радикалов или полярного монозвена макромолекулы и релаксацию тех же полярных радикалов вместе с участками главной цепи, т. е. релаксацию сегментов 2. Потери, характеризующие релаксацию полярных радикалов, получили название дипольно-радикальных, а релаксацию сегментов — дипольно-эластических, так как они наблюдаются в температурном интервале, в котором полимер находится в высокоэластическом состоянии. Каждая из рассмотренных кинетических единиц, ответственных за релаксацию, описывается своим вероятнейшим временем релаксации т его можно определить по температурным зависимостям диэлектрических свойств полимеров . [c.178]

Методами спиновой метки, малоуглового рассеивания рентгеновских лучей, температурно-частотной зависимости диэлектрических потерь и др. однозначно доказано, что трехмерная привитая сополимеризация многофункциональных олигомеров (или мономеров) с каучуками и другими полимерами протекает с образованием новой высокодисперсной фазы — частиц сетчатого полимера размером 200—400 А, химически связанного с полимером или распределенного в нем. В данном случае реализуется переход к мик-рогетерогенной коллоидной системе, содержащей в качестве дисперсной фазы частицы сетчатого полимера. Иными словами, реализуется переход к микрогетерогенной системе сетка в сетке , включающей разнородные по химической природе и плотности сшивания сетчатые структуры. Например, применение ОЭА в качестве модифицирующих (вулканизующих) агентов в присутствии инициаторов радикальных процессов позволяет получать прочные резины на основе каучуков нерегулярного строения. Сопротивление разрыву резины определяется типом и количеством ОЭА и может достигать 23—25 МПа, что в 10 раз превосходит прочность ненаполненных резин, полученных с применением обычных вулканизующих агентов (серы и тиурама). Эластомеры, полученные на основе наполненных каучук-олигомерных композиций, характеризуются повышенными твердостью, прочностью и динамической усталостной выносливостью. При многократных деформациях сжатия теплообразование в них меньше, чем при сжатии серных и тиурамных резин [26, 27]. [c.16]

Высокая степень газонапо.лнения конкурирует со спецификой химического строения полимерной матрицы, нивелируя конечные физические свойства различных пеноматериалов. Так, при больших долях газовых включений (легкие пенопласты) важнейшие технические характеристики почти всех пенопластов — коэффициенты температуре- и теплопроводности, диэ.лектрическая проницаемость, тангенс угла диэлектрических потерь — практически одинаковы и не зависят от химического типа исходного полимера. [c.9]

В процессах деструкции полимеров можно вьщелить в принципе две температурные области. Первая-до начала потери массы-когда скорости деструктивных процессов крайне незначительны вторая соответствует относительно быстрым процессам деструкции и глубоким степеням деструктивного превращения при более высоких температурах для этой области характерны заметные изменения массы образца. Медленные деструктивные изменения могут протекать как в твердом, так и высокоэластическом и вязкотеку-чем состоянии полимера. Они сопровождаются изменением молекулярной массы полимера, появлением разветвлений масса образца и его химический o i а в остаются практически постоянными. Особое внимание в этой темпера iурной области должно уделяться установлению корреляции между степенью деструкции полимера и изменением какого-нибудь его эксплуатационного свойства, например прочности на изгиб или разрыв, диэлектрической проницаемости и др. Чтобы дать оценку долговечности материала, важно выяснить превалирующее направление в изменении строения макромолекул и определить скорость этих изменений. Анализ механизма термических превращений в области более высоких температур открывает пути установления условий стабилизации полимера. Здесь в основе экспериментального исследования лежат химический анализ продуктов термических превращений и определение их кинетических параметров. [c.8]