第十章热性能、聚合物的电学性能、7光学性能以及表面与界面性能
第十章 聚合物的电学性能、热性能、 光学性能以及表面与界面性能
10.1聚合物的介电性能基本概念介绍：介电性能：聚合物在外电场作用下，由于分子极化将引起电能的贮存和损耗的性能压电性：在力场或者变化温度时产生电荷的现象焦电性：在力场或者变化温度时显示极化的现象
10.1 聚合物的介电性能 介电性能：聚合物在外电场作用下，由于分子极化将引起电 能的贮存和损耗的性能 压电性：在力场或者变化温度时产生电荷的现象 焦电性：在力场或者变化温度时显示极化的现象 基本概念介绍：
10.1聚合物的介电性能10.1.1介电极化极化：在外电场作用下，电介质分子或其中某些基团中电荷分布发生的相应变化称为极化：包括电子极化、原子极化、取向极化、界面极化等电子极化：外电场作用下分子中各个原子或离子的价电子云相对原子核的位移原子极化：分子骨架在外电场作用下发生形变造成的取向极化：又称偶极极化，是具有永久偶极距的极性分子沿外场方向排列的现象界面极化：外电场作用下，电介质中的分子或离子在界面处堆积的结果
极化：在外电场作用下，电介质分子或其中某些基团中电荷分 布发生的相应变化称为极化； 包括电子极化、原子极化、取向极化、界面极化等 10.1.1 介电极化 10.1 聚合物的介电性能 电子极化：外电场作用下分子中各个原子或离子的价电子云相 对原子核的位移. 原子极化：分子骨架在外电场作用下发生形变造成的. 取向极化：又称偶极极化，是具有永久偶极距的极性分子沿外 场方向排列的现象 界面极化：外电场作用下，电介质中的分子或离子在界面处堆 积的结果
10.1聚合物的介电性能10.1.2介电松驰松弛现象：实际体系对外场刺激响应的滞后现象的统称由于聚合物的粘滞力作用，偶极取向跟不上外电场变化，电位移失量迟后于施加电场，相位差为，即：D= D, cos(ot - S)= D, cos ot + D, sin ot式中D1一一电位移午量跟上施加电场的部分：D2一电位移矢量滞后于施加电场的部分。D, = D, cos SD, = D, sin S
10.1 聚合物的介电性能 10.1.2 介电松弛 松弛现象：实际体系对 外场刺激响应的滞后现象的统称. 由于聚合物的粘滞力作用，偶极取向跟不上外电场变化，电位 移矢量迟后于施加电场，相位差为δ，即： D D cos(t ) D cost D sint = 0 − = 1 + 2 式中 D1——电位移矢量跟上施加电场的部分； D2——电位移矢量滞后于施加电场的部分。 sin cos 2 0 1 0 D D D D = =
10.1聚合物的介电性能DD88D,E实测的介电系数，代表体系的储电能力：式中 88损耗因子，代表体系的耗能部分通常，用耗电角正切tg表征聚合物介质耗能与储能之比，在不太高的温度范围内，取向作用占优势，介电系数随着温度升高而增加。当温度很高时，分子热运动加剧，促使偶极子解取向且这种解取向作用占优势，故介电系数将随着温度升高而缓慢下降
10.1 聚合物的介电性能 令 D1 — D2 ＝ ' D2 — E0 ＝ " ， 式中 ' —— 实测的介电系数，代表体系的储电能力； " —— 损耗因子，代表体系的耗能部分。 通常，用耗电角正切 tg 表征聚合物介质耗能与储能之比， ➢ 在不太高的温度范围内，取向作用占优势，介电系数随 着温度升高而增加。 ➢ 当温度很高时，分子热运动加剧，促使偶极子解取向， 且这种解取向作用占优势，故介电系数将随着温度升高而 缓慢下降