Электрические свойства полимерных материалов

12/042018
Электрические свойства полимерных материалов

По электрическим свойствам полимерные материалы могут выступать проводниками, полупроводниками, диэлектриками. Наиболее ценные электрические свойства полимеров – это изолирующие (или диэлектрические) характеристики. Термопласты широко применяют для изоляции разных проводников, от слаботочных до высоковольтных. Рассмотрим ключевые электрические свойства данных веществ.

Ключевые электрические параметры полимеров

Подбирая марку полимерного материала, необходимо обращать внимание на следующие показатели:

  • Удельное сопротивление (Ом*см). Показатель характеризует общую способность полимера противостоять проникновению электрического тока.
  • Удельное объемное, поверхностное сопротивление. Более детализированные показатели, описывающие способность материала противостоять проникновению электричества в массе и на поверхности соответственно. Отметим, что на данные показатели существенно влияют условия применения. К примеру, очищенная поверхность полимера имеет более высокие показатели поверхностного сопротивления. А в условиях повышенной влажности удельное объемное сопротивление снижается.
  • Электрическая прочность. Этот показатель характеризует устойчивость полимера к пробою. При этом пробой может происходит двумя способами: либо из-за нарастающих диэлектрических потерь и прохождения тока, либо из-за нарастающей ионизации материала в электрическом поле.

Кроме перечисленных ключевых факторов рассчитываются специализированные. Например, если изолятор используется для изготовления конденсаторов, может определяться диэлектрическая проницаемость, моменты диполя. Также для специализированных марок определяется коэффициент диэлектрических потерь, обобщенная диэлектрическая проницаемость.

Факторы, определяющие электрическую проницаемость

Свойства полимеров напрямую зависят от следующих их характеристик:

  • Молекулярная структура. Как правило, наименьшие показатели удельного сопротивления имеют материалы с линейной структурой, в то время как разветвлённые и пространственные макромолекулы обеспечивают более высокие изоляционные свойства.
  • Степень кристалличности. Чем выше кристаллизация – тем ниже диэлектрические потери. К примеру, если сравнить полиэтилен высокого и низкого давления, ПВД обеспечит более скромные свойства по сравнению с ПНД.
  • Присадки и модификаторы. В состав специализированных кабельных марок могут вводиться специальные компоненты, повышающие удельное сопротивление материала и снижающие накопление поверхностного заряда.

Поэтому подбор марок для изоляции, а также для деталей для электротехнического оборудования осуществляют с учетом перечисленных факторов.