Справочник по электротехническим материалам. Под ред. Ю.В.Корицкого и др. Том 1 (3-е изд., 1986) (1152095), страница 44
Текст из файла (страница 44)
находящихся в высоко- эластическом состоянии. Механические свойства полимера изменяются в широких пределах в зависимости от степени крнстэлличности, числа поперечных связей, Тоь и Тмм. ' Иоаузь эльстнчэости аля яолнмераа, ньхчх»- вньхся в вмсскоэааствческом ссстояиаа. Высокой прочностью в нвзквм удлинением характеризуются полимеры с высокой степенью кристаллвчности, большим числом поперечных связей нли высокой Тем Наоборот, полимеры с низкой степенью крнсталличноств влн сшивкн и ннзкими Т»н как правило, имеют высокое удлинение и низкую ирочиост Аморфный полимер обычно теряет прочность выше Тем а кристаллический полимер — выше Тэм. Таким образом, механические свойства по.тимеров сильно зависят от температуры.
Для твердых (стеклообразиых или кристалличе. ских) полимеров важное значение имеет теплостойкость, т. е. способность не размягчаться (сохранять форму) при повышении температуры. Количественно эта характеристика определяется температурой, при которой в условиях действия постоянной нагрузки деформация образца не превышает некоторое значение. В условиях эксплуатации теплостойкость зависит от приложенной нагрузни и длительности ее воздействия, Прн атом для стеклообразных аморфных полимеров она ие может превышать Тев а для кристалличесзих Т, . В ряде отраслей техники существенное значение имеет относительное изменение прочности (нлн какого-либо другого показателя) при повышении температуры, обозначаемое как коэффициент теплостойкости.
Особенно широко это понятие применяется в области вхасгомеров и химяческих волокон. Большое практическое значение имеет тэю же холодостойкость полимеров„ т. е. их способность сохранять эксплуатационные свойства прн низких температурах. Критерий холодостойкости ддя стеклообрааных полимеров — отсутствие хрупкости, для эластомеров, кроме того, †сохранен высокоэластических свойств; температурная граница холодостойкосгн этих материалов — соответственно температура хрупкости Т,э н Тьм йля практических целей важен также коэффициент холодостойкасти материала й=хт)хэь где хт и хм в значения какого-либо показателя (механического, электрического и др.) при низкой температуре т и 20'С. Эффективный способ повышения холодостойкостн полимеров. эксплуатируемых а стеклообразном состоянии, — пластифнкация, Электрические свойства полимеров, т.
е. совокупность свойств, определнющих поведение полимеров в электрическом поле, Еян р, рз, отнееителэнее рднннение Рнс. 5.2. Типичные деформационно-прочностные характеристики основных полимерных материалов: т — ээььтомьрьн à — гэбхне власть~ассы; 3 — жестмхе пластмассы и волокна; Ч вЂ” квмстальяммчхяе полимеры; е — арьяьл вывужхенмоа эластачнасга (нэпряыенэе в момент аврезоььная ьыеааэ»0 а,— арочвээть аьв ввзгяжэянн $5.!. ' Общие сведения !0тз Полиизопрен .
. . ° Эпоксилные смолы (отвержденные)..... ° ° Политетрафторзтилеи Полиамнды Поликарбонаты Полизмиды Полифеннлеиокснд Поливиннлхлорид Полиэтилен 10те 10гв !Оэ — 10ш ! 0те — !0гз 1(Рь 10гв !О'ь 10э — 1Оы 10ы 10гв В подавляющем числе случаев носителями заряда в полимерах являются ионы. Поэтому р существенно снижается при наличии примесей, особенно полярных (например, воды), н в условиях, облегчающих ионвзацню молекул.
Значение р экспонепцнальио падает с ростом температуры. В отличие от р удельное поверхностное сопротивление рз определнется наличием носителей заряда на поверхности полимера, главным образом адсорбврованных проводящих примесей (например, воды). Значения рз Ом, неко. е,си 106, в значительной степени определяются полярностью звеньев макромолекул, наличием остаточных функциональных групп и различными примесями и зависят от температуры, частоты и амплитуды внешнего электрического поля, а в ряде случаев от конструкпии электродов и размеров образцов. Все это определяет выбор полимера для применения в качестве конденсаторного диэлектрика илв электроизоляционного материала. Кроме того, поскольку диэлектрические свойства полимеров связаны с их строением, их изучение является методом исследования молекулярной структурм и теплового движения и полимерах.
Очищенные веполярные полимеры, полученные методом полнмеризапив (полиэтилен, полистирол, политетрафторэтилен и др.), отличаются большим р (10" — 10ж Ом.м), малым !нб (порядка 10-ь), малым значением е, (2,0 — 2,4). Полярные полимеры (полиамиды, полиэфвры, поливианлхлорид и др.) имеют более низкие аначения р, большие значения 1н 6 и е, н,как правило, ббльшую зависимость этих характеристик ог температуры. С повышением температуры значение Ечэ большинства полимеров обычно снижается. особенно резко в области Тэ, для аморфных полимеров и Т, для кристаллических.
Прн комнатной н более низких температурах полярные полимеры имеют более высокую Е1ж, чем неполярные. С повышением жесгкости полимера (например, в результате радиационного сшивания полиэтилена) температурная зависимость Еер становится менее резкой. Значение р определяется наличием в полимере носителей заряда (ионов, полярных групп) и нх подвижностью. При внесении полимера и постоянное поле р увеличивается вследствие поляризационных процессов. После установления стационарной полярнзапик полимер характеризуется остаточным (т. е.
не зависящим от времени) значением р, которое определяется количеством свободных носителей заряда в единнпе объема, строением полимера и температурой. Значения р, Ом-м. некоторых стеклообразных полимеров при М 'С приведены ниже: торых полимеров прн 20'С и относительной влажности воздуха 100 ть составляют: Политетрафторэтилеи . „10зэ Полистирол....., 10м 10ш Полиэтилен .
„..., 10э Относительная диэлектрическая проницаемость слабополярных полимеров обычно со. стевляет 2,8 — 4,0; для полярных она меняется в широких пределах, от 4,0 до 20, в зависимости от строения полимера; е. неполярных полимеров уменьшается с температурой. Относительная диэлектрическая проиииаемосп пластмасс н эластомеров прн комнатной температуре обычно не превышает 4 — 7, достигая 15 — 20 лишь для полимеров, содержащих большое количество сильнополярных групп в боковых цепях.
например пианзтнлцеллюлозы. Влияние строения полимера на е, в основном определяется значением дипольиого момента отдельного звена макромолекулы н числом полярных групп в единице объема. Т(иэлектрическая проницаемость зависит от присутствия в полимере воды. Так (при 20 С и ! кГц), е, хлопковой целлюлозы составляет 3.2; 7,! и !8 при относительной влажности 0; 45 н 65 ть соответственно.
Диэлектрическая проннцаемосзь зависит от степени крисгеллнчности и характера иадмолекулярных образований; например, е, аморфного полистирола составляет 2,49— 2,55, кристаллического — 2,51 (! кГц, 20 'С). Знание е, имеет важное значение при подборе материалов в кабельной технике и в конденсаторостроенви.
В первом случае предпочтительны материалы с малой е, (слабополярные полимеры), во втором — с повышенными значениями е,, При высоких частотах используются такие сзабополяриые диэлектрики, как полистврол, полизтнлен, полнтетрзфторэтилен, полипропилен, у которых малы двэлектричесхие потере.
В конденсаторах, предназначенных для использования при низких частотах или при постоянном токе, можно применять полярные полимеры с повышенными значениями е, в стеклообразном состоянии. Значения !й 6 (в области релаксации днпольной поляризации) заинсят от химического строения, в частности, молекулярной и надмолекулярной структуры полимера, а также от ряда внешних факторов — гидростатического давления, степени ориентационной вытяжки (ведущей к аннзотронии значений !нб), присутствия ниэкомолекулярных примесей, в частности влаги.
Низкомолекулярные примеси н гетерогенные включения в полимерном образце (пузыри воздуха, пыль, частицы низко- и высокомолекулярных веществ) могут привести к появлению дополнительных максимумов 1и 6 н дисперсия !06, связанной с дипольной поляризацией примесиых молекул или межфазной поляризацией. Вие максимумов !дб уровень диэлектрических потерь ве зависит или зависит слабо от ! и температуры н повышается при наличии в полимере полярных примесей и влаги.
Зиачеаия 1и 6 для неполярных полимеров лежат в пределах от 5-10-з до 1О-' и слабо зависят от 7 и температуры. Вблизи и выше Тс» возможен рост 1пб прн повьппеиии температуры, что связано с повышением ионной проводимости полимера. Значения !й 6 полярных полимеров определяются нх строением и Элелтроиэоляциояяыз ' полимеры Равд. 5 Та.блица 5Л.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
