химический каталог




Энциклопедия полимеров. Том 1 (А-К)

Автор главный редактор В.А.Каргин

ой и тепловой поляризаций. В зависимости от соотношения циклич. частоты внешнего поля со и времени релаксации т Д. п. меняется от ете (при сот^>1) до е0 (при сот<§;1). гх—Д. п. в поле предельно высоких радиочастот; s0 — Д. п., характерная для низкочастотных или постоянных полей (т. наз. статическая диэлектрическая проницаемость). При шт%;1 Д. п. заметно зависит от частоты и темп-ры и наблюдается значительное поглощение энергии поля, превращающейся в тепло. В этом случае для описания дипольной поляризации вводится обобщенная, или к о м п л е к с и а я, Д. п. (е*): е* (и, Т) = е' (со, Т) — ie" (со, Т)

где Т — абсолютная темп-ра; i=l^—1. Действительная часть комплексной Д. п. е' соответствует Д. п. диэлектрика, мнимая часть е" характеризует поглощение электромагнитной энергии, т. е. диэлектрич. потери (см. Диэлектрические свойства).

Значения е' слабополярных и неполярных полимеров близки к п% — квадрату преломления световых волн (табл. 1).

Таблица 1. Диэлектрическая проницаемость е' полимеров при 20° С

Полимер е' пг

Политетрафторэтилен . . ... 2, 009 1,966

Натуральный каучук . ... ... 2, 36 2,27

Гуттаперча . . 2, 400 2,383

Полиэтилен

плотность 0,9183 г/см3 . . 2, 273 2,278

» 0,9200 » . . 2, 276 2,282

» 0,95 93 » .... 2, 357 2,361

Статич. Д. п. слабополярных полимеров обычно составляет 2,8—4,0; для полярных она меняется в широких пределах от 4,0 до 80 в зависимости от строения полимера; е„ уменьшается с темп-рой.

Д. п. пластиков и эластомеров при комнатной темп-ре обычно не превышает 4—7, достигая 15—20 лишь для полимеров, содержащих большое количество сильно полярных групп в боковых цепях, напр. цианэтилцел-люлозы (табл. 2).

Таблица 2. Диэлектрическая проницаемость пластиков и эластомеров

Полимер Температура, "С Частота, гц

10* 10* 3-Ю»

Полистирол атактический 25 2,56 2,56 2,55

Поливинилкарбазол . . . 25 2,95 2,95 2,88

25 2,23 2,23 2,23

23 2,26 2,26 2,25

Политетрафторэтилен . . . 23 2,1 2,1 2,1

Полиметилметакрилат . . . 23 2,84 2,63 2,58

Полиэтилентерефталат . . . 25 3,12 2,98 —

Поливинилхлорид .... 20 3,0-3,3 — —

Триацетат целлюлозы . . 20 3,2 — —

Гидрат целлюлозы , . 20 6,0 — —

20 6,7—7,5 — —

Эпоксидные смолы отверж-

20 4,4—4,8 — —

Трицианэтилцеллюлоза . 20 13 ?

Влияние строения полимера на Д. п. в основном определяется значением дипольного момента отдельного звена макромолекулы и числом полярных групп в единице объема. Изменения Д. п., происходящие вследствие процессов старения и окисления полимеров при действии ионизирующих облучений, обусловлены влиянием этих факторов на указанные величины.

Д. п. зависит от присутствия в полимере воды. При 20° С и частоте 1 кгц е' хлопковой целлюлозы (линтер) составляет 3,2; 7,1 и 18 при относительной влажности 0, 45 и 65% соответственно. Д. п. зависит от степени кристалличности и характера надмолекулярных образований; напр., е' аморфного полистирола составляет 2,49—2,55, кристаллического — 2,61 (1 кгц, 20° С). Для полиэтилена установлена эмпирич. связь Д. п. с плотностью полимера d: е' = 2,276+2,01 (d—0,9200).

Знание Д. п. имеет важное значение при подборе материалов в кабельной технике и конденсаторострое-пии. В первом случае предпочтительны материалы с малой е' (слабополярные полимеры), во втором — с повышенными значениями е'. При высоких частотах используются такие слабополярные диэлектрики, как полистирол, полиэтилен, политетрафторэтилен, полипропилен, у к-рых малы диэлектрич. потери. Перспективно применение полимеров повышенной теплостойкости типа полиимидов (до 300—400° С), поливинил-силанов (до 200° С). В конденсаторах, предназначенных для использования при низких частотах или при постоянном токе, можно применять полярные полимеры с повышенными значениями е' в стеклообразном состоянии.

Измерения Д. п. основаны на сравнении электрич. емкости воздушного конденсатора и конденсатора, заполненного испытуемым диэлектриком, в электрич. поле данной частоты. Применяют двухэлектродные и трехэлектродные ячейки. Предварительно эти ячейки должны быть отградуированы по стандартному веществу с известной Д. п. для определения С0. При испытании твердых диэлектриков С0 м. б. рассчитана по геометрическим размерам конденсатора с испытуемым диэлектриком. Так, С0(в пф) для плоского конденсатора равно С0=0,08854 S/h (где S — площадь электродов; h — расстояние между ними); для коаксиального конденсатора С0=0,2416 Z/(lgr1/r2) (где I—высота цилиндрических электродов; г± — внутренний радиус внешнего электрода; га — внешний радиус внутреннего электрода); все линейные размеры — в см.

Для измерения электрич. емкости ячеек в диапазоне частот 0,01 — 10' гц применяют мостовые измерительные схемы и резонансные методы. При сверхвысоких частотах используют схемы с распределенными параметрами — коаксиальные линии, коаксиальные резонаторы и др.

Лит С к а и а в и Г. И., Физика Диэлектриков (область

слабых полей), М.— Л., 1949, Ф р е л и х Г., Теория диэлектриков, пер. с англ., М., 1960, К о б е к о П. П., Аморфные

вещества, М.— Л., 1952, Хиппель А. Р., Диэлектрики и

их применение, М.— Л., 1959; Борисова Т. И., Михайлов Г. П., Котон М. М., Высокомол. соед., НА, 1140

(1969), McPherson А. Т., Rubb. Chem. a. Technol., 36,

1230 (1963). Т. И. Борисова.

ДИЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА полимеров {dielectric properties, dielektrische Eigenschaften, pro-prietes dielectriques) — совокупность параметров, определяющих поведение полимеров в электрич. поле. Такими параметрами являются электрич. прочность, уд. электрич. сопротивление (объемное и поверхностное), диэлектрич. проницаемость и диэлектрич. потери. Эти величины зависят от темп-ры, частоты и амплитуды напряженности внешнего поля, т. е. величин, характеризующих внешнюю среду и условия эксплуатации, а в ряде случаев — от конструкции электродов и геометрия, размеров образца. Все это определяет выбор полимера для технологич. применения в качестве конденсаторного диэлектрика или электроизолирующего материала. Кроме того, поскольку Д. с. полимеров связаны с их строением, изучение Д. с. является методом исследования молекулярной структуры и теплового движения в полимерах.

Общие положения. Электрическая прочность— минимальная напряженность внешнего электрич. поля (^пр), при к-рой происходит пробой диэлектрика, т. е. диэлектрик разрушается, теряет свои Д. с. и становится проводником. Различают две основные формы пробоя: тепловую и внутреннюю (внутренний пробой наз. также истинным, или электрическим).

Тепловой пробой происходит при разогреве полимерного образца проходящим током или из-за диэлектрич. потерь, если тепловыделение внутри образца превышает теплоотдачу в окружающую среду. Повышение темп-ры увеличивает электрич. проводимость и дальнейший разогрев вплоть до разрушения полимера. Значение Е„^ при тепловой форме пробоя зависит не только от свойств полимера, но и от условий теплообмена между полимерным образцом и окружающей средой, т. е. от разности их темп-р, от их теплопроводности и уд. теплоемкости, от размеров и формы образца, от длительности подачи напряжения. Внутренний пробой происходит в результате лавинной ионизации, вызванной электрич. полем внутри диэлектрика, когда по условиям опыта тепловой пробой исключен. Значение Е„р при внутреннем пробое связано со строением диэлектрика, слабо зависит от темп-ры и не зависит от окружающей среды. При внутреннем пробое ?пР выше, чем при тепловом. Для полимеров в стеклообразном состоянии внутренний пробой может наблюдаться при низких темп-рах при постоянном напряжении, действующем короткое время. Ниже приведены значения Епр (Мв/м, или кв/мм) при внутреннем пробое некоторых полимеров, используемых в качестве электроизолирующих материалов:

Полиэтилен 650

Полистирол 600

Полиизобутилен 100

Поливиниловый спирт . . . . . 300

Поливинилхлорид пластифицированный . 650

Полиметилметакрилат . . ... 1000

Целлюлоза . ... 120-320

Значения Епр снижаются, если в полимере имеются трещины или он содержит влагу, воздух, химич. примеси, вызывающие перераспределение напряженности поля внутри диэлектрика. Наиболее частая причина пробоя полимерных диэлектриков — локальный разогрев в местах неоднородностей или ионизация воздушных включений. Возможны также нарушения электрич. прочности поверхности полимера под действием поверхностных электрич. разрядов, особенно при наличии поверхностных загрязнений и влаги (см. также Электрическая прочность).

Удельное объемное электрическое сопротивление pv — сопротивление между электродами, приложенными к противоположным граням единичного куба данного вещества; выражается в системе СИ в ом-м (или в кратных и дольных от этой единицы — Том м, Гом м, ом-см и др.). Значение ру определяется наличием в полимере заряженных частиц и их подвижностью. При внесении полимера в постоянное поле ру увеличивается во времени вследствие поляризационных процессов (см. Диэлектрическая проницаемость). После установления стационарной поляризации образец характеризуется остаточным (т. е. не зависящим от времени) значением pv, к-рое определяется количеством свободных заряженных частиц в единице объема, строением полимера и темп-рой. Грубую оценку остаточного ру часто производят по значению силы тока, измеренной спустя 10 мин после подачи напряжения на образец. Значения pv [Том-м (ом-см)] стеклообразных полимеров при 20 °С приведены ниже:

Конденсаторная бумага . . 1 (1014)

Полиизопрен 300 (3 10"")

Эпоксидные смолы, отвержденные 100 (101*)

Политетрафторэтилен. . . . 1000 (101?)

Полиамиды 0,001 — Ю (1011 —Ю")

Поликарбонаты 10 — 100 (1015—101")

Полиимиды 10—100 (1016—10")

Полифениленоксид ... 1000(10")

Поливинилхлорид 0,001—100 (Ю11—Ю'«)

Полиэтилен 1000—10000 (1017 —Ю1»)

В подавляющем большинстве случаев носителями тока в полимерах являются ионы. Поэтому существенно снижается при наличии примесей, особенно полярных (напр., воды), и

страница 201
< К СПИСКУ КНИГ > 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184 185 186 187 188 189 190 191 192 193 194 195 196 197 198 199 200 201 202 203 204 205 206 207 208 209 210 211 212 213 214 215 216 217 218 219 220 221 222 223 224 225 226 227 228 229 230 231 232 233 234 235 236 237 238 239 240 241 242 243 244 245 246 247 248 249 250 251 252 253 254 255 256 257 258 259 260 261 262 263 264 265 266 267 268 269 270 271 272 273 274 275 276 277 278 279 280 281 282 283 284 285 286 287 288 289 290 291 292 293 294 295 296 297 298 299 300 301 302 303 304 305 306 307 308 309 310 311 312 313 314 315 316 317 318 319 320 321 322 323 324 325 326 327 328 329 330 331 332 333 334

Скачать книгу "Энциклопедия полимеров. Том 1 (А-К)" (15.84Mb)


[каталог]  [статьи]  [доска объявлений]  [прайс-листы]  [форум]  [обратная связь]

 

 

Реклама
помогу материально детям инвалидам
парковочные столбики
железные стулья для кухни
машины на свадьбу недорого

Рекомендуемые книги

Введение в химию окружающей среды.

Книга известных английских ученых раскрывает основные принципы химии окружающей среды и их действие в локальных и глобальных масштабах. Важный аспект книги заключается в раскрытии механизма действия природных геохимических процессов в разных масштабах времени и влияния на них человеческой деятельности. Показываются химический состав, происхождение и эволюция земной коры, океанов и атмосферы. Детально рассматриваются процессы выветривания и их влияние на химический состав осадочных образований, почв и поверхностных вод на континентах. Для студентов и преподавателей факультетов биологии, географии и химии университетов и преподавателей средних школ, а также для широкого круга читателей.

Химия и технология редких и рассеянных элементов.

Книга представляет собой учебное пособие по специальным курсам для студентов химико-технологических вузов. В первой части изложены основы химии и технологии лития, рубидия, цезия, бериллия, галлия, индия, таллия. Во второй части книги изложены основы химии и технологии скандия, натрия, лантана, лантаноидов, германия, титана, циркония, гафния. В третьей части книги изложены основы химии и технологии ванадия, ниобия, тантала, селена, теллура, молибдена, вольфрама, рения. Наибольшее внимание уделено свойствам соединений элементов, имеющих значение в технологии. В технологии каждого элемента описаны важнейшие области применения, характеристика рудного сырья и его обогащение, получение соединений из концентратов и отходов производства, современные методы разделения и очистки элементов. Пособие составлено по материалам, опубликованным из советской и зарубежной печати по 1972 год включительно.

 

 



Рейтинг@Mail.ru Rambler's Top100

Copyright © 2001-2012
(17.08.2017)