Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
ХФП - лекции -русск.doc
Скачиваний:
59
Добавлен:
18.08.2019
Размер:
637.44 Кб
Скачать

Электрические свойства полимеров

Характеризуют поведение полимеров в электрическом поле. Способность полимера пропускать ток при приложении электрического напряжения называется электрической проводимостью. В полимере перенос электрических зарядов осуществляется ионами, отдельными заряженными макромолекулами или их ассоциатами и электронами. Полимеры, как и все другие материалы, по величине электропроводимости делят на три класса: проводники (νv >10-3 См/м), полупроводники (νv =10-3-10-9 См/м), диэлектрики (νv <10-9 См/м).

Большинство полимеров являются диэлектриками, т.е. характеризуются большим объемным сопротивлением и ничтожно малой электрической проводимостью.

Для диэлектриков, помимо электрической проводимости, используют характеристики: диэлектрическая проницаемость, диэлектрические потери и электрическая прочность.

Повышение полярности полимера увеличивает проводимость. При кристаллизации неполярных полимеров происходит снижение проводимости, и тем большее, чем выше степень кристалличности. Наполнение полимеров электропроводящими наполнителями, такими как графит, технический углерод, металлические порошки и др., повышает электрическую проводимость диэлектриков. Пластификаторы уменьшают вероятность контакта электропроводящих частиц и тем самым снижают электрическую проводимость.

В общем поляризация включает ориентационную, деформационную и электронную. Для неполярных полимеров основным видом является ориентационная, для полярных - ориентационная и деформационная поляризация. Деформационная поляризация устанавливается быстро:

(10-14 -10-12 с). Ориентация диполей в электрическом поле происходит не мгновенно, а в течение определенного времени. Причины: цепное строение и большая длина макромолекул и силы внутри- и межмолекулярного взаимодействия. Это явление называется диэлектрической проницаемостью. При запаздывании часть электрической энергии необратимо рассеивается и превращается в тепло. Эти потери называются диэлектрическими (tg δmax).

Для неполярных полимеров они равны (1-30) 10-4, для полярных - от 0,001 до 0,2.

Развитие ряда отраслей промышленности вызвало необходимость создания полимерных изделий, обладающих высокой проводимостью и выполняющих роль проводников электрического тока. Этого удается достичь изменением структуры полимера или состава полимерной композиции. Изменяя содержание наполнителя, характер его распределения в полимере, уровень взаимодействия полимер-наполнитель, контактное сопротивление между частицами, можно в широких пределах варьировать электропроводимость наполненных композиций, превращая диэлектрик в полупроводник или в электропроводящий материал.

В последнее время разработаны новые материалы - полимерные электреты. Это диэлектрики, способные длительно сохранять заряд на поверхности после электризации.

Растворы и коллоидные системы полимеров

При взаимодействии полимера с низкомолекулярными жидкостями в зависимости от степени диспергирования его могут образоваться истинные растворы или коллоидные системы.

Если между компонентами системы есть сродство, то при контакте друг с другом без затраты внешней энергии они начинают самопроизвольно диспергироваться друг в друге. Это приводит к постепенному увеличению степени дисперсности до молекулярной или ионной. Самопроизвольное диспергирование или растворение приводит к образованию однородной системы, в которой отсутствует поверхность раздела. Коллоидные же системы имеют свойства и структуру, зависящие от способа их приготовления. В таких системах всегда идут процессы агрегирования, они являются агрегативно неустойчивыми, в результате чего распадаются на две фазы.

Из любого линейного полимера в зависимости от его сродства к той или иной жидкости можно получить истинный раствор или коллоидную систему. Например, НК самопроизвольно растворяется в алифатических углеводородах, полистирол - в бензоле, при этом образуются истинные растворы. Но эти же полимеры не могут самопроизвольно растворяться в воде или метаноле - в этих жидкостях они образуют коллоидные системы.

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]