通常电子,电气工程对高聚物的介电性与电导性,因其用途不同而有不同要求。作为制件之间绝缘与对地绝缘,它要求材料应有大的电阻率,高的电介电强度与小的介电损耗。对用语电容器的绝缘介质,则要求它具有介电常数大,介电强度高,,而介电损耗要小。对于传送带,电毯,衣服,人造卫星天线和套管材料,则要求具有中等的电导率[107~100(S/m)],借以消除因摩擦而产生的静电积累。对于电磁屏蔽材料,一般要求其电导率不超过100S/m。无线电遥控技术则需采用优良的高频与超高频的绝缘材料。
高聚物在外电场作用下,所出现的对电能贮存和消耗的性质,称为高聚物的介电性能。通常用介电常数与介电消耗角正切来表征。对所有的高聚物电介质而言,其介电性能都是由分子的外电场中的极化而引起的。因此其电性能可以灵敏地反映高聚物分子结构及分子运动之间的关系。
1.介电常数
以绝缘材料为电介质的电容器与以真空为电介质制成同一尺寸的电容器的电容之比值叫做介电常数。
注:在标准大气压下,空气的相对介电常数等于1.00053,因此,实际上以空气为介质的电容器能作为测定相对介电常数的基准,并能达到足够的准确度。实际上介电常数与测试的温度与频率有关,所以,严格来说应称为介电系数。
介电常数是一个表征电介质贮存电能能力的物理量,因而是绝缘材料的一个重要的性能指标。
2.介电损耗角正切
在交变电场中,电介质会损耗部分能量而发热,这就是介电损耗。对于非极性高聚物来说,介电损耗主要是导电损耗,对极性高聚物而言,则主要是又偶极取向极化的松弛过程而引起的介电损耗。
在交变电场中,电介质内部流过的电流相量与电压相量之间的夹角之余角成为介电损耗角。当对电介质施加正弦波电压,外施电压与相同频率的电流之间相角的余角的正切值叫做介电损耗角正切。
介电损耗角正切是表征电介质介电损耗的物理量。
作为绝缘材料或电容器材料的高聚物,通常要求介电损耗越小越好。否则,不仅会消耗较多的电能,而且还会引起绝缘材料本身发热,加速了它的老化。反之,若要对高聚物采用高频加热方法进行干燥,塑模与薄膜焊接,则要求它具有高的介电损耗。
一.试样制备
试样制备技术及试样在试验前的状态处理(停放),对试验结果有很大影响,必须严格按胶黏剂与密封剂制造商推荐的方法或相应材料标准中规定方法进行。各组分应混合均匀,固化(硫化)条件,固化(硫化)程度等对试验结果均有影响。
二.标准环境条件与状态调节
为了使测试数据准确,可比,在试验前尽量消除试样制备时所产生的内应力之外,还应尽可能消除温度,湿度对试验结果的影响。试样均应在标准环境条件下进行状态调节与测试。用沾有对试样不产生腐蚀的有机溶剂的绸布擦洗后,在温度(23±2)℃和相对湿度(65±5)%的条件下放置24h进行状态调节。如果要求更高或仲裁试验,则应在温度(23±1)℃,相对湿度(50±2)%的条件下进行状态调节。
胶黏剂与密封剂的电性能试验的标准温度与湿度环境条件及试样的状态调节,目的没有专门的标准,除了在材料标准中作了具体规定之外,其余则可以参照GB10580-89 《固体绝缘材料在试验前和试验时采用的标准条件》或GB/T2941-91《橡胶试样环境调节和试验的标准温度,湿度及时间》等标准中的有关规定执行。
当试样要用高温,高湿或介质进行特殊处理时,可按其相应的材料标准规定进行。若标准中无具体规定,则可按如下方法处理。
(1)高温处理 温度与时间按产品标准规定执行,处理时先将烘箱温度升至规定温度,而后将试样放入,并开始计时。到规定时间后停止加热,取出,待试样放在上述标准环境条件下冷却至热平衡后,在进行测试。
