Электрические свойства полимерных диэлектриков

По электрическим свойствам полимеры подразделяются на диэлектрики, полупроводники и электропроводящие материалы. К диэлектрикам относятся полимеры, молекулы которых не содержат легко диссоциирующих на ионы групп и сопряженных двойных связей вдоль макроцепи. Электрическая проводимость у этих полимеров при комнатной температуре не превышает 10 См/м. Для полимерных полупроводников (7=10 ч-Ч-10 См/м) характерно наличие сопряженных двойных связей или комплексов с переносом заряда. Электропроводящие полимерные материалы обычно являются композициями полимер— проводящий наполнитель. Перенос электричества в полимерных материалах может осуществляться электронами, ионами или моль-ионами. Идентификация типа носителей заряда и механизма их перемещения — весьма существенный вопрос для практических применений полимеров. Поэтому ниже рассматриваются основные представления о моделях переноса электрического заряда электронами и ионами. [c.40]

Поэтому при описании диэлектрических свойств полимерных диэлектриков должны использоваться некоторые неравновесные значения отличающиеся от стационарных значений Доь соответствующих постоянным во времени электрическим полям. [c.184]

ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ПОЛИМЕРНЫХ ДИЭЛЕКТРИКОВ [4—8] [c.240]

Некоторые электрические свойства полимерных диэлектриков, 25 °С [c.177]

С другой стороны, эти явления играют определяющую роль при выборе полимерных материалов для использования их в качестве диэлектриков в разных областях техники, и поэтому упоминание о них в главе об электрических свойствах представлялось необходимым. [c.266]

Такой процесс перехода к равновесию называется диэлектрической релаксацией и характеризуется временем релаксации т. Если к полимерному диэлектрику приложить переменное электрическое поле, то очевидно, что диэлектрические свойства полимера (в том числе и диэлектрическая проницаемость) будут зависеть от соотношения между частотой изменения приложенного электрического поля (О и временем диэлектрической релаксации т. [c.138]

Причем / реактивное включает в себя и / абсорбированное, т. е. и потери в диэлектрике. Потери в полимерных диэлектриках силь-но зависят от частоты, и далеко не все полимеры могут применяться при СВЧ. Связь этих характеристик со строением полимера можно проследить по табл. 15.12, в которой приведено только ограниченное число полимеров для иллюстрации (эти данные для многих полимеров имеются в специальной справочной литературе). Радиоактивное излучение влияет и на физико-механические и на электрические свойства, но в меньшей степени подвержены этому воздействию полимеры, содержащие циклы бензольных колец. Полимеры, содержащие сопряженные двойные связи не только между атомами углерода, но и азота, обладают полупроводниковыми свойствами. Некоторые полимеры получают свойства полупроводников в результате соответствующей тепловой обработки — [c.503]

Полимеры очень часто применяют в качестве диэлектриков . Выбор полимерного диэлектрика в каждом конкретном случае зависит от его диэлектрических и других физических свойств в широком интервале температур и частоты электрического поля. Однако испытания диэлектрических свойств полимеров проводят не только для технических целей — исследование диэлектрических свойств является одним из наиболее удобных и чувствительных методов изучения строения полимеров [1—4]. [c.240]

Если напряженность электрического поля, в котором находится полимерный диэлектрик, превысит некоторое критическое значение, характерное для каждого вида пластмассы, то она утрачивает свои электроизоляционные свойства. Это явление называется пробоем диэлектрика, а вызвавшее его значение напряженности — электрической прочностью диэлектрика ( р) [c.160]

Рассмотрим связь между электрическим смещением В и напряженностью электрического поля в полимерном диэлектрике. Воспользуемся некоторыми представлениями, которые были развиты [1]1 для описания процессов акустической релаксации в полимерах. Так как аналогия между процессами акустической и диэлектрической релаксации основана на глубокой физической общности этих явлений, то естественно было попытаться использовать изложенные ранее представления [2] для исследования диэлектрических свойств полимеров. Электрическое смещение в изотропной среде может быть представлено в виде [c.183]

Электроизоляционные покрытия. Полимерные материалы являются хорошими диэлектриками. Электроизоляционные свойства некоторых покрытий приведены в табл. Х.З. Модификация дисперсных материалов позволяет в широких пределах изменять электрические свойства формируемых покрытий. [c.286]

По электрическим свойствам полимеры подразделяются на диэлектрики, полупроводники и электропроводящие материалы. К диэлектрикам относятся полимеры, молекулы которых не содержат легко диссоциирующих на ионы групп и сопряженных двойных связей вдоль макроцепи. Электропроводность y этих полимеров при комнатной температуре не превышает 10" ом" -м . Для полимерных полупроводников (y = 10 -j-10 Ом-м ) характерно наличие сопряженных двойных связей или комплексов с переносом заряда. Электропроводящие полимерные материалы обычно являются композициями полимер — проводящий наполнитель. [c.23]

Если в полимерном образце создать электрическое поле, то дипольные моменты отдельных кинетических элементов или атомных групп будут стремиться ориентироваться в этом поле. Такой процесс ориентации и представляет собой поляризацию полимерного диэлектрика. Если убрать внешнее электрическое поле, то вследствие теплового движения отдельных кинетических элементов через некоторое время поляризация полимерного образца уменьшится до нуля и система вернется в прежнее равновесное (или квазиравновесное) состояние. Такой процесс перехода к равновесию называется диэлектрической релаксацией и характеризуется временем релаксации т . Если к полимерному диэлектрику приложить переменное электрическое напряжение, то очевидно, что диэлектрические свойства полимера будут зависеть от соотношения между частотой приложенного электрического напряжения О) и временем диэлектрической релаксации т,. [c.256]

Основы физики диэлектриков в нашей стране были заложены в 20—30-х годах работами А. Ф. Иоффе и его сотрудников— А. П. Александрова, А. Ф. Вальтера, В. А. Фока и др. От изучения электрических свойств кристаллов, стекол и н<идкостей по мере синтезирования полимерных материалов (в это время М. М.. Котон впервые в нашей стране получил полистирол) советские ученые переходили к исследованиям электрических свойств полимеров. Этому способствовало и создание релаксационной теории теплового движения длинноцепочечных молекул полимеров, разработанной П, П. Кобеко, Ю. С. Лазуркиным, Е. В. Кувшинским, В. А. Каргиным, Г. А. Слонимским, Г. М. Бартеневым, И. И. Шишкиным и др. [c.7]

По электрическим свойствам полимеры подразделяются на диэлектрики, полупроводники и электропроводящие материалы. К диэлектрикам относятся полимеры, молекулы которых не содержат легко диссоциирующих на ионы групп и сопряженных двойных связей вдоль макроцепи. Электрическая проводимость у этих полимеров при комнатной температуре не превышает 10 См/м. Для полимерных полупроводников (7=10 4- [c.40]

Рассмотренных двух примеров достаточно для того, чтобы представить себе физический смысл механических релаксационных явлений в полимерах и их значение в понимании свойств высокомолекулярных веш,еств. Весьма близок к ним и весь комплекс электрических релаксационных явлений в полимерах. Это сходство обусловлено общим характером развития деформации полимеров и поляризации полимерных диэлектриков. [c.139]

В физике твердого тела для различных классов кристаллов наблюдаются сверхсостояния (сверхпроводимость, ферромагнетизм и сверхпластичность для металлов, сегнетоэлектрическое состояние для диэлектриков), для квантовой жидкости (гелия) наблюдается сверхтекучесть. Полимеры обладают своим сверхсостоянием, которое называется высокоэластнческим состоянием. Высокоэластическое состояние объясняется не только структурой полимерных молекул или макромолекул, но и свойством внутреннего вращения, известным для простых молекул в молекулярной физике. Теория высокой эластичности основывается на применении конформ анионной статистики макромолекул, которая является развитием статистической физики в физике полимеров. Аморфные полимеры по структуре сложнее, чем низкомолекулярные вещества, но в их ближнем порядке примыкают к строению жидкостей. Релаксационные и тепловые свойства расплавов полимеров и жидкостей во многом аналогичны (процесс стеклования, реология). Кристаллические полимеры по своему строению похожи на твердые тела, но сложнее в том отношении, что наряду с кристаллической фазой имеют в объеме и аморфную фазу с межфазными слоями. По электрическим свойствам полимеры — диэлектрики и для них характерно электретное состояние, по магнитным свойствам полимеры — диамагнетики, а по оптическим свойствам они характеризуются ярко выраженным двойным лучепреломлением при молекулярной ориентации. При этом все полимеры обладают уникальными механиче- [c.9]

Антистатики — вещества, способные при добавлении к синтетическим смолам и пластмассам уменьшать электризацию полимерных материалов в процессе нх переработки и эксплуатации изделий из них. Способность полимерных материалов накапливать заряды статического электричества объясняется тем, что по своим свойствам большинство этих материалов (полиолефины, полистирольные пластики, поливинилхлорид и др.) являются диэлектриками, т. е. обладают большим удельным поверхностным (р ) и объемным (р ,) электрическим сопротивлением (соответственно Ю " —10 ом и 10 5—10 ом-см), а следовательно, и ничтожно малой проводимостью. Высокие показатели диэлектрических свойств полимерных материалов создают условия для скопления электростатических зарядов на трущихся поверхностях изделий искровые разряды статического электричества могут вызвать взрывы и пожары легковоспламеняющихся и горючих жидкостей, огнеопасных газовых смесей, пыли. Кроме того, электризация способствует сильному загрязнению пластмассовых изделий, а также может увеличивать скорость их химической деструкции, при которой возможно выделение токсичных веществ. Устранение зарядов имеет большое экономическое значение, так как электростатические помехи на разных стадиях производства и переработки синтетических материалов являются причиной брака продукции, резко снижают скорости работы машин и аппаратов, а следовательно, препятствуют повышению производительности труда. [c.445]

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]

Если снять внешнее электрическое поле, приложенное к полимерному диэлектрику, то вследствие теплового движения через некоторое время поляризация полимерного образца исчезает и он возвращается в прежнее равновесное состояние. Такой процесс перехода системы в равновесное состояние называется диэлектрической релаксацией и характеризуется временем релаксации т. Если к полимерному диэлектрику приложить переменное электрическое поле, то очевидно, что диэлектрические свойства полимера (в том числе и диэлектрическая проницаемость) будут зависеть от соотношения между частотой изменения приложенного внешнего электрического поля ш и временем диэлектрической релаксации т. [c.172]

Экспериментально установлено, что после оседания заряженных частиц полимера на поверхности холодной детали они в течение значительного времени могут удерживаться на ней, что объясняется свойством диэлектриков сохранять поляризацию даже после удаления электрического поля. Это расширяет возможности метода, так как позволяет наносить полимерные покрытия на детали и без предварительного нагрева. [c.95]

Не все технически важные свойства полимеров удоб.ны для проведения структурных исследований методами релаксационной спек-трометрии (см. стр. 231). Электропроводность и электрическая прочность относятся именно к этой категории свойств. Более того, хотя эти характеристики и взаимосвязаны, электропроводность вообще нежелательна при использовании полимерных диэлектриков, а при исследовании их методами, описанными в 1 и 2, электропроводность — своего рода помеха, поскольку ограничивает в области высоких температур применимость принципа ТВЭ. Известны случаи, когда в этой области путали диэлектрические потери с диссипацией энергии за счет наличия электропроводности. [c.261]

Практически вссм диэлектрикам, в том числе и полимерным, присуще электретное состояние, т. е. такое, при котором иа поверхности диэлектрика возникают поверхностные заряды под влиянием вне1лних факторов, таких как электрическое поле, облучение электронами, нонами и др. Свойства полимерных электретов характеризуются эффективной плотностью зарядоз Оэф н временем жизни электрета т. Значения электретов [c.387]

Сенсактиватор в лаке. Рассмотренные методы активирования поверхности имеют общий недостаток — опасность латентной коррозии в случае подложек, имеющих макропоры и капиллярные щели, в которых могут сохраняться соляная кислота, хлориды олова и палладия даже после тщательной промывки. Введение в состав подложки или в покровный лак каталитического агента позволяет этого избежать. В органическое связующее, входящее в стеклопластик, вводят ацетат палладия. Его количество должно быть минимальным, чтобы не ухудшить электрические свойства диэлектрика. Стеклопластик с введенным катализатором требует проведения предварительной операции травления поверхности подложки для удаления полимерной сетки и вскрытия катализатора (см. гл. II, 6). [c.92]

Основные представления об электрических свойствах диэлектриков, включая феноменологическое описание их, изложены в первой главе, подготовленной при участии всех авторов. В последующих трех главах изложены экспериментальные. данные и описаны некоторые молекулярные механизмы электрической проводимости (Б. И. Сажин, В. П. Шуваев), электрической прочности (С. Н. Койков, О. С. Романовская, М. Э. Борисова), диэлектрических потерь и поляризации (А. М. Лобанов, М. П. Эйдельнант). Пятая глава посвящена полимерным пьезоэлектрикам (М. П. Эйдельнант) и электретам (М. Э. Борисова, С. И. Койков). В связи с выходом монографий по электропроводящим пластмассам [1] и полимерным электретам [2, 3] соответствующие разделы книги нами сокращены. [c.5]

В последние годы появились новые разделы науки об электрических свойствах полимеров. К существенным достижениям химии и технологии полимеров относится разработка (в дополнение к полимерным диэлектрикам) полимерных полупроводников и электропроводящих материалов, изучению и применению которых посвящены работы В. Е. Гуля, Н. С. Ениколопова и других исследователей. Открыты уникальные пьезоэлектрические свойства поливинилиденфторнда, активно исследуются полимерные электреты (А. Н. Губкин, Г. А. Лущейкин), а также пироэлектрики. Все это расширяет область применения полимерных материалов в технике. [c.8]

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]

Все расширяющееся применение и производство полимеров требует увеличения объема их переработки. На современном уровне развития техники в переработке полимеров широко используются достижения в области технической физики (реологии, учения о тепло-перерадаче, о диэлектриках и т. д.), ряда инженерных дисциплин и результатов изучения структуры и свойств полимерных материалов. Монография Д. М. Мак-Келви Переработка полимеров служит прекрасной иллюстрацией этого. Около половины объема книги посвящено изложению теоретических проблем, связанных с реологией, теплофизическими, поверхностными, электрическими свойствами и структурой полимеров, причем показана их непосредственная связь с процессами переработки. Монография Мак-Келви в этом существенно отличается от других зарубежных руководств по переработке полимеров. Наиболее важные главы в теоретической части книги, связанные прежде всего с реологией, написаны на высоком современном уровне. Во второй части книги, где рассматривается приложение теории к важнейшим процессам переработки полимеров, изложение отличается сжатостью и не затрагивает конструкций оборудования, довольно полно рассмотренных в ранее перевед нной на русский язык л40Н0графии Э. Бернхардта Переработка термопластичных материалов , Госхимиздат, 1962 г. Монографии Д. Мак-Келви и Э. Бернхардта удачно дополняют друг друга, создавая общее правильное представление об уровне теории и инженерного оформления процессов переработки полимеров в США. В книге Мак-Келви приведено много полезных [c.5]

По электрическим свойствам полимеры подразделяются на диэлектрики, полупроводники и электропроводящие материалы [1]. К диэлектрикам относятся полимеры, в молекулах которых не содержатся группы, легко диссоциирующие на ионы, или сопряженные двойные связи вдоль макромолекулярной цепи. Электропроводность диэлектриков у при комнатной температуре находится в пределах от 10 до 10 2 Ом -м [2, с. 16]. В число полимерных полупроводников входят полимеры с сопряженными двойными связями и комплексы с переносом заряда (КПЗ). Вещества, называемые обычно ползщро-водниками, обладают значениями у от 10 до 10 Ом -м . Электропроводящими полимерными системами являются ковшозиции полимер — проводящий наполнитель (сажа, графит, порошки металлов и др.). [c.4]

В табл. 46 приведены свойства некоторых полиамидных смол, применяемых в качестве материалов группы А. В табл. 47 приведены электрические свойства некоторых синтетических смол полимеризационного типа, применяющихся для высокочастотной изоляции. Перечисленные выше термопластичные полимерные материалы полимеризационного типа хорошо зарекомендовали себя в качестве диэлектриков в производстве радиотехнической аппаратуры и высокочастотных кабелей. Область их применения, однако, ограничивается температурами до 85°. В последнее время найдены новые катализаторы полимеризации, которые приводят к получению полимерных материалов со строго регулярной структурой, известных под названием изотактиче- [c.163]

В последние годы интенсивно ведутся работы по синтезу и исследованию свойств полимерных полупроводников. Под последними обычно подразумевают полимеры, проводимость которых существенно возрастает при нагревании и освещении. Однако это определение недостаточно точное например, руководствуясь им, на основе приведенных выше данных к полимерным полупроводникам можно отнести и типичные диэлектрики. Более четко было бы сказать, что не ионы обусловливают электрическую проводимость полимерных полупроводйиков, а электроны или дырки [21]. [c.134]

Пенополистирол состоит из двух фаз — твердой и газообразной, резко различающихся по электрическим свойствам, и является типичным неоднородным диэлектриком. Поэтому его диэлектрические свойства могут характеризоваться некоторыми средними (эффективными) значениями еп и Эти значения при кажущейся плотности пенополистирола ро можно вычислить, если известны 81, tgбl и плотность р полимерной основы пенопласта [c.152]

Изучение вязкости, светорассеяния и других свойств разбавленных растворов полимеров позволяет сделать заключения о величине и форме макромолекул, полидисперсности, наличии ассоциации в растворах [102]. Аналогичные сведения может дать также и исследование электропроводности растворов полимеров, особенно полиэлектролитов [18]. С данной точки зрения интересны растворы полимерных диэлектриков. Действительно, электропроводность органических жидкостей (гл. 1), к которым относятся и многие мономеры, определяется движением ионов примесей. Поэтому вязкость растворов полимеров в органических растворителях должна существенно влиять на подвижность переносящих заряды ионов. Удельное же электрическое сопротивление низкомолекулярных жидкостей изменяется с температурой прямо пропорционально изменению вязкости [1]. Аналогичные результаты быди получены и при полимеризации высыхающих масел [103]. Ниже будут приведены некоторые экспериментальные данные, показывающие, что и для растворов полимеров имеется корреляция между вязкостью и электропроводностью. Поэтому исследования электропроводности растворов полимерных диэлектриков могут быть использованы и для изучения таких характеристик полимеров, как молекулярный вес, взаимодействие с растворителем и т. д. [c.74]

Чаще всего при применении эпоксидных композиций для заливки с герметизацией электрические свойства имеют второстепенное значение. Смола предназначается главным образом для предохранения деталей от действия внешних факторов, создания монолитности и увеличения прочности. Число при-менеиий, где эпоксидный компаунд используется в качестве основного барьерного диэлектрика, ограничено. Из электрических свойств главенствующим является объемное сопротивление, так как, хотя электрические свойства обычно второстепенны, но все-таки литьевая смола должна обладать изолирующими свойствами. Электропроводность высокополимериых смол обусловлена миграцией ионов через полимерную сетку [Л. 15-27, 15-37, 15-52]. Иопы появляются вследствие ионизационных примесей термического разложения, [c.237]

Используемые па практике электроизоляционные полимерные материалы содержат, как правило, паиолнители и добавки, обеспечивающие необходимые свойства материала. При введении в полимер наполнителей образуется неоднородный диэлектрик, в различных точках которого напряженность электрического поля может существенно отличаться от средней напряженности. В случае мелкодисперсного порошкообразного наполнителя моделью наполненного полимера может служить система, состоящая из сферических включений радиуса г, расположенных симметрично ио вершинам кубов с ребром а. Для расчета максимальной напряженности в диэлектрике (в точке на поверхности сферического включения) можно использовать соотношение, известное еще из классических работ Рэлея [c.145]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология