Оглавление:
Полимерные диэлектрики
- Полимерный диэлектрик Неполярные полимеры(полистирол, полипропилен и др.) диэлектрические потери при температурах ниже температуры стеклования (TTC) увеличивается и проходит через максимальное значение, вызванное дипольной поляризацией. С дальнейшим увеличением температуры tgS увеличивается с увеличением проводимости.
По мере увеличения частоты приложенного напряжения максимальные потери дипольного сегмента смещаются в горячую область(рис. 4.13, б). При кристаллизации неполярных полимеров на кривой tg8 (7) обнаружены два (политетрафторэтилен) и даже три (полиэтилен) максимума релаксации дипольно-поляризованной поляризацией. В полиэтилене показаны все максимальные величины релаксации a, p и y(рис. 4.14) обусловлена карбонильными группами (>СО) и ответвлениями (структурными дефектами),
образующимися при изготовлении полиэтилена и последующей переработке в продукт. Людмила Фирмаль
Все три релаксационных максимума ТГС появляются в аморфной области ПЭ, и их значения зависят от степени бифуркации молекулярных цепей. Максимум а наблюдается в области высокой температуры (низкой частоты) и обусловлен кооперативными сегментарными движениями в слабо изогнутых проходных цепях и коротких петлях, расположенных на поверхности. 4.13 общий рисунок(а)зависимость неполярных полимеров от температуры tg5;потери по удельной проводимости(7) и дипольно-поляризованной поляризации(2); зависимость tg<5 от температуры полистирола (TC=90°C) (6). 102-1 4.14 линейный полиэтилен высокой плотности (7), разветвленный полиэтилен низкой плотности (2), закаленный
полиэтилен (3)температурная зависимость TGS при/=104Hz Пластинчатый Монокристалл(см. рис. 1.13). Это максимальное значение связано со степенью кристалличности и тепловым фоном образца. Поэтому он не наблюдается в аморфных (отвержденных) образцах (см. Рисунок). 4.14, кривая 5). U-максимум появляется при низкой температуре (высокой частоте) и обусловлен квазинезависимым движением сегментов в длинных петлях, ребрах и сильно изогнутых сквозных цепях. Максимум Р связан с совместным движением сегментов в цепях и ветвях, расположенных в более рыхлой аморфной области (сфероидное пространство).
- Таким образом, при переходе от разветвленного ПЭ низкой плотности к линейному плотному ПЭ Р-максимум резко уменьшается(рис. 4.14, кривая 7). Значительно более высокие значения ТГС (ИО), такие как полярные полимеры (поливинилхлорид, полиэтилентерефталат, полиамид и др-3—10-2 выше, чем неполярные). При повышении температуры tgS проходит через два максимума за счет поляризации дипольной группы (TTS) соответственно и далее увеличивается за счет увеличения проводимости (4,15 а).
Как использовать 4.15, по мере увеличения кристалличности B, K полиэтилентерефталата (образец a~0%, образец K ~ 60%) TGS уменьшается, особенно в дипольной поляризации. Эти результаты показывают, что дипольная поляризация происходит в аморфных областях, таких как аморфные полимеры и Поли (этилентерефталат). Поэтому максимум ТГС за счет дипольной поляризации уменьшается с увеличением кристалличности полиэтилентерефталата. При увеличении частоты напряжения пик
диэлектрических потерь на кривой tg8(7)смещается в сторону более высокой температуры(рис. 4.15, б). Людмила Фирмаль
В этом случае максимальная тг с^переходит в температуре выше, чем максимальная тг объявлений(см. раздел 2.4.7). Поэтому в области высоких температур и СВЧ максимумы обеих потерь приближаются друг к другу, вызывая максимум релаксации диэлектрических потерь. На величину диэлектрических потерь полимера существенно влияют полярность и пористость, а также относительная влажность материала. В результате происходит накопление влаги в порах утеплителя- 103т ОС В 4.15 общий рисунок (а)зависимость полярного полимера tg8 от температуры T: потери за счет удельной проводимости (7), дипольной поляризации (2)
и дипольной групповой поляризации (5); зависимость tg от температуры T, f=80°C) (б)) Наблюдается миграционная поляризация, и диэлектрические потери заметно возрастают, особенно на низких частотах. Кроме того, когда полимер влажный, потери также увеличиваются в результате увеличения удельной проводимости. Таким образом, в полярных и высокопористых полимерах ТГС значительно возрастает с увеличением относительной влажности. Например, бумага представляет собой полярный пористый материал с влажностью 0% — ТГС=7-10, 3, 4% — ТГС=210-1, 8% — ТГС=4. В полимерных диэлектриках на величину tg5, помимо вышеперечисленных факторов, существенно влияют молекулярная масса, степень пластификации и окисления. За счет увеличения окисления и пластификации
образцов, а также за счет снижения их молекулярной массы, тг increases. as молекулярная масса образующихся при окислении полимера неполярных и полярных макромолекул кислорода увеличивается, значения tgS и e»(e»—коэффициент диэлектрических потерь, e»=e tg8;см. главу 2.1.3) уменьшаются (см. таблицу). 1.4 и рис. 4.16), асимптотически приближаясь к определенному значению. Максимальное значение диэлектрических потерь из-за дипольной поляризации, максимальное значение диэлектрических потерь из-за полярного полимера и дипольной поляризации дополнительно смещается в сторону высокой температуры(см. Рисунок). 4.16). Поскольку старение полимерной изоляции сопровождается окислением и
разрушением молекулярных цепей, в результате чего- 10-4-1 4.16 температурная зависимость IgtgS в полистироле (А) и e в поливинилацетате (Б) для образцов с различной молекулярной массой 1-4 Гц. Макс ТГС ПС и ПВА по АДС: а-мм: 1-830; 2-5, 8-Ю3; 3 — 25,6-103; 4 — 270-Ю3; 5-470-Ю3; б-мм: 1-620; 2-2, 6-Юг; 3-8-Ю3;4-22, 6-Ю3;5-84-Ю3 масса lar уменьшается, а образующиеся в результате низкомолекулярные продукты разложения повышают ионную проводимость, пластифицируя полимер и увеличивая его диэлектрические потери при эксплуатации полимерной изоляции. Поэтому, значение tgS можно использовать для того чтобы контролировать качество электрической изоляции и продуктов во время деятельности.
Смотрите также:
| Основные понятия и определения | Твердые диэлектрики ионного строения |
| Пробой газов в неоднородном электрическом поле | Твердые диэлектрики молекулярного строения |
