ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Эксприментальная часть из "Практикум по химии и физике полимеров Издание 2" 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] В отсутствие внешнего элект )ического поля дипольные моменты молекул диэлектрика равны нулю (неполярный диэлектрик) или распределены в пространстве хаотически (полярный диэлектрик), В этом случае суммарный электрический момент диэлектрика равен н лю. [c.171] Напряженность поля в диэлектрике Е получается усреднением истинного поля по бесконечно малому объему. Истинное (микроскопическое) поле в диэлектрике сильно меняется в пределах межмолекулярных расстояний. Однако действие поля на макроскопическое тело определяется усреднением (макроскопическим значением Е). [c.172] 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] Действительная часть е называется относительной диэлектрической проницаемостью г и определяется процессом поляризации диэлектрика. Величина е показывает, во сколько раз большее количество энергии запасается в конденсаторе при замене вакуума диэлектриком. [c.172] Мнимая часть к комплексной диэлектрической проницаемости Е называется фактором диэлектрических потерь. Диэлектрические потери п[)едставляют ту часть энергии электрического поля, которая необратимо рассеивается в диэлектрике в виде теплоты. [c.172] Измерения е и tg6 проводят на мостах переменного тока ШЕ (I—И), Е8-2, ТН-9701 (ВНР), ВМ-401, ТМ-351 (ЧССР), Р-5004, Р-5079, Р-589, а также на установках ТР5-10Т (Япония). [c.173] Удельное электрическое сопротивление — это сопротивление проводника длиной 1 м и площадью поперечного сечения 1 м (оно измеряется в Ом-м). [c.173] Удельное объемное электрическое сопротивление — сопротивление между электродами, приложенными к противоположным граням куба вещества с длиной ребра в 1 м (оно измеряется в Ом-м). При внесении полиме[ а в посгоянное электрическое поле ру увеличивается во времени вследствие процессов диэлектрической поляри-зации, а затем достигает постоянства значений, которое определяется количеством заряженных частиц в единице объема полимера, его строением и температурой. [c.174] Удельное поверхностное электрическое сопротивление р. — сопротивление между противоположными сторонами поверхности квадрата площадью 1 м току, проходящему по поверхности через две противоположные ст0[н)ны этого квадрата (оно измеряется в Ом). Величина 5 зависит от состояния поверхности диэлектрика, наличия на ней загрязнений. Полимеры могут адсорбировать на своей поверхности влагу, поскольку полярные группы, входящие в макромолекулу, имеют гидрофильный характер. Полимеры, содержащие способные к ионизации мине-ральные наполнители, также адсорбируют воду. На поглощение влаги полимером влияет температура, поэтому рз сильно зависит от температуры. В отсутствие поверхностных загрязнений и влаги при высоких температурах ( 5 ру. [c.174] Для измерения электрических сопротивлений применяют тераомметры ЕК 6-7, ЕК 6-11, ЕК-13, ЕК-14, вольтметры-электро-метры В 7-30, ТН-84 М (Япония), приборы ИТН-7, У 5-6 и др. [c.174] Электретный эффект определяется способностью полимеров находиться в наэлектризованном состоянии в течение длительного времени. Полимерные электреты подобны постоянным магнитам и образуют в окружающем их пространстве постоянное электрическое поле. Электретное состояние возникает в различных полимерах под действием электрического поля высокой напряженности и при облучении их электронами или ионами (например, электреты можно получить при полимеризации, переработке и выдержке полимеров в поле высокой напряженности). [c.175] При повышении напряженное и электрического поля, приложенного к диэлектрику, наблюдается, согласно закону Ома, пропорциональное увеличение электропроводности диэлектрика. Однако в области достаточно сильных полей (10 —10 В/см) ток нарастает быстрее, чем по закону Ома. Затем при некотором значении напряженности поля ток увеличивается скачком до очень больших значений — происходит пробой диэлектрика. При этом образуется проводящий канал и диэлектрик теряет электроизоляционные свойства. Значение напряженности электрического поля Е р, при которой происходит пробой диэлектрика, называется электрической прочностью. Различают три основных формы пробоя твердых диэлектриков электрическую, тепловую и электрохимическую. [c.175] Электрический пробой вызывается образованием под действием высокого напряжения электронной лавины. Лавинообразное возрастание носителей тока приводит к пробою диэлектрика. Так как торможение электронов возрастает с повышением температуры, то это, согласно эмиссионной теории, приводит к некоторому увеличению электрической прочности. В электрических полях пробой наступает как следствие отрыва связанных электронов при сообщении им энер1ии поля, которые становятся способными проводить электрический ток. [c.175] Электрохимический пробой (электрическое старение) происходит при более низких напряжениях по сравнению с пробивным напряжением при электрическом и тепловом пробое. Под действием электрического поля или электрических разрядов в окружающей среде медленные изменения химического состава и структуры полимерного диэлектрика приводят к электрохимическому пробою. [c.176] В зависимости от природы полимерного диэлектрика и условий его испытаний воз.можны самые различные формы пробоя. Электрическая прочность полимерного диэлектрика зависит от чистоты полимера, частоты и формы кривой приложенного напряжения, продолжительности воздействия, температуры, формы и материала электродов. Электрическая прочность полимера при переменном напряжении меньше, чем при постоянном. Измерения электрической прочности полимерных диэлектриков проводят с целью оценки надежности электрической изоляции и изучения электрического старения полимеров. [c.176] Для измерения электрической прочности полимерных материалов часто используется универсальная пробойная установка УПУ-1. [c.176] Вернуться к основной статье