版權(quán)說明:本文檔由用戶提供并上傳,收益歸屬內(nèi)容提供方,若內(nèi)容存在侵權(quán),請(qǐng)進(jìn)行舉報(bào)或認(rèn)領(lǐng)
文檔簡(jiǎn)介
第九章
高聚物的熱、電和光學(xué)性能高聚物的熱學(xué)性能耐熱性、導(dǎo)熱性、熱膨脹和比熱高聚物的電學(xué)性能介電性能、電導(dǎo)性能和電強(qiáng)度高聚物的光學(xué)性能折反射、雙折射、透明性和光導(dǎo)性§1高聚物的熱學(xué)性能高聚物的耐熱性能(熱穩(wěn)定性能)高聚物的導(dǎo)熱性能高聚物的熱膨脹性能高聚物的比熱(熱容)§1高聚物的熱學(xué)性能1—1耐熱性能(熱穩(wěn)定性能)《1》概述熱穩(wěn)定性能——高聚物的弱點(diǎn)“熱”在實(shí)際應(yīng)用中的重要性
使用壽命小型化輕量化可靠性使用條件1—1耐熱性能
《1》概述馬丁耐熱溫度
10*15*120mm3
彎曲應(yīng)力50kg/cm2240mm處標(biāo)尺下降6mmT升溫:50oC/hr1—1耐熱性能
《概述》熱變形溫度高:9.8~12.8mm寬:3~4.2mm應(yīng)力:18.5kg/cm2升溫:2oC/min橈度:0.25~0.33mmT1—1耐熱性能
《1》概述維卡軟化點(diǎn)10*10*3mm31mm2圓拄體針1kg力升溫:50oC/hr深入1mmT<2>Mark三角原理(塑料)增加高分子鏈的剛性——提高耐熱性主鏈引入芳環(huán)、雜環(huán)等環(huán)狀結(jié)構(gòu)或主鏈具有共軛結(jié)構(gòu)聚乙烯/137oC(Tm)下同聚乙炔/>800oC聚碳/>2800oC<2>Mark三角原理(塑料)尼龍66/235oC芳香尼龍/450oC芳香尼龍/570oC聚酯/45oC滌淪/264oC芳香聚酯/500oC<2>Mark三角原理(塑料)提高結(jié)晶能力——提高耐熱性引入極性基團(tuán)、氫鍵、對(duì)稱結(jié)構(gòu)等
酰胺鍵酰亞胺鍵引入主鏈脲鍵—OH;—NH2;—CN等引入側(cè)基
<2>Mark三角原理(塑料)分子鏈之間交聯(lián)——提高耐熱性
交聯(lián)高聚物形成三維網(wǎng)絡(luò)——不溶不熔“Tg”“Tm”明顯提高
PE交聯(lián)后200oC時(shí)仍具有形狀保持能力1—1耐熱性能
《3》提高聚合物耐熱性的途徑提高高分子主鏈的鍵能主鏈中引入環(huán)狀結(jié)構(gòu)合成具有“梯型”結(jié)構(gòu)的聚合物引入無機(jī)元素——元素有機(jī)高分子添加無機(jī)填充料——復(fù)合材料熱穩(wěn)定劑的應(yīng)用《3》提高聚合物耐熱性的途徑提高高分子主鏈的鍵能
T1/2:真空中加熱45分鐘重量損失50%的溫度《3》提高聚合物耐熱性的途徑合成具有“梯型”結(jié)構(gòu)的聚合物
“梯型”聚合物通常具有特高的熱穩(wěn)定性但分子鏈剛性使加工使用性能很差梯型聚合物的應(yīng)用實(shí)例聚酰亞胺(Polyimide、PI)——半梯型異常突出的熱穩(wěn)定性能起始分解溫度達(dá)到500oC(聚四氟乙烯~400)零點(diǎn)強(qiáng)度溫度為815oC(鋁~600oC)使用壽命:400oC/12小時(shí)350oC/6天300oC/3月275oC/18月250oC/9年225oC/長(zhǎng)期聚苯并咪唑聚苯并噻唑聚苯并噁唑聚咪唑酮幾種重要的梯型、半梯型聚合物《3》提高聚合物耐熱性的途徑添加無機(jī)填充料——復(fù)合材料
《3》提高聚合物耐熱性的途徑
?添加無機(jī)填充料——復(fù)合材料聚合物添加20%玻璃纖維后熱變性溫度變化HDPE49127oCTm137尼龍649218oC220結(jié)晶高聚物取尼龍6671255oC265決于熔融溫度PET124227oC267PS93104oCTg105非晶聚合物取PC132143oC150決于?;瘻囟取?》提高聚合物耐熱性的途徑熱穩(wěn)定劑的應(yīng)用
減緩或抑制熱分解反應(yīng)PVC(—CH2—CHCl—)分解產(chǎn)物HCl促進(jìn)進(jìn)一步分解添加吸收HCl的物質(zhì)能提高PVC的熱穩(wěn)定性鉛鹽、有機(jī)錫等——PVC的熱溫定劑1—3熱膨脹性能使用中的要求:影響聚合物制品尺寸穩(wěn)定性聚合物與其它材料的粘結(jié)性熱膨脹性——依賴于原子間的相互作用隨溫度的變化共價(jià)鍵中——原子間作用越大熱膨脹系數(shù)越低(石英、金屬為三維有序晶格)液體中——僅是分子間的相互作用,熱膨脹大聚合物——分子鏈方向是共價(jià)鍵其它方向只是分子間的作用力聚合物熱膨脹系數(shù)范圍:4~2010-5m/m.oC1—4比熱(熱容)比熱——與物質(zhì)的電子結(jié)構(gòu)和晶格結(jié)構(gòu)有關(guān)在玻璃化轉(zhuǎn)變時(shí)比熱發(fā)生明顯變化結(jié)晶聚合物熔融時(shí)比熱出現(xiàn)最大值聚合物比熱范圍:0.5~2.3kJ/kg.k
2—1高聚物的介電性能
高聚物在外電場(chǎng)作用下出現(xiàn)的對(duì)電能的儲(chǔ)存和損耗的性質(zhì)介電是由高聚物的分子在外電場(chǎng)中性能的極化引起的
由介電常數(shù)ε和介質(zhì)損耗tgδ描述2—1高聚物的介電性能
《1》分子的極化分子的極化
分子——原子借助化學(xué)鍵相互結(jié)合構(gòu)成正負(fù)電荷中心重合——非極性分子正負(fù)電荷中心不重合——極性分子分子極性的強(qiáng)弱——極距(偶極距)(德拜)
《1》分子的極化極化——在外電場(chǎng)作用下電介質(zhì)分子中的電荷分布發(fā)生相應(yīng)的變化極性分子在電場(chǎng)中的轉(zhuǎn)動(dòng)《1》分子的極化極化過程:需要克服分子間的相互作用需要時(shí)間——對(duì)小分子可忽略(10-8~10秒)高聚物分子運(yùn)動(dòng)單元有大有?。ǘ嘀匦裕O化過程不能忽略(10-幾~-10秒)2—1高聚物的介電性能
《2》介電常數(shù)εC:含有電介質(zhì)電容器的電容Co:該真空電容器的電容
εo為真空電容率=88510-12法拉/米《2》介電常數(shù)ε介電常數(shù)
描述電介質(zhì)材料儲(chǔ)存電能大小的物理量ε是宏觀上反映電介質(zhì)極化的程度ε大——極化強(qiáng)ε小——極化弱2—1高聚物的介電性能
《3》介質(zhì)損耗tg介質(zhì)損耗:在交變電場(chǎng)中電介質(zhì)產(chǎn)生的損耗而發(fā)熱介質(zhì)損耗的原因:分子極化過程中——由于分子運(yùn)動(dòng)克服內(nèi)摩擦力作功消耗電能為“極化損耗”微量的導(dǎo)電載流子在交變電場(chǎng)下運(yùn)動(dòng)時(shí)——克服內(nèi)摩擦力作功消耗電能為“電導(dǎo)損耗”極性高聚物的介質(zhì)損耗主要是極化損耗介質(zhì)損耗的利用:高頻加熱(薄膜袋封口等)2—1高聚物的介電性能
《4》影響介電性能的因素高聚物的分子結(jié)構(gòu)
非極性高聚物——介電常數(shù)ε和介質(zhì)損耗tg較低
ε:22~2.7tg:~10-4極性高聚物——介電常數(shù)ε和介質(zhì)損耗tg較大
ε:30~7.0tg:~10-1~-3《4》影響介電性能的因素溫度T
溫度很低:分子運(yùn)動(dòng)松弛時(shí)間>電場(chǎng)變化的作用時(shí)間t極化轉(zhuǎn)向不能進(jìn)行tg0
溫度很高:分子運(yùn)動(dòng)松弛時(shí)間<電場(chǎng)變化的作用時(shí)間t極化轉(zhuǎn)向滯后電場(chǎng)變化極小
0
特定溫度:分子運(yùn)動(dòng)松弛時(shí)間~電場(chǎng)變化的作用時(shí)間t介質(zhì)損耗tg
有最大值《4》影響介電性能的影響
電場(chǎng)頻率對(duì)tg的影響:頻率很高:tg較小作用時(shí)間分子運(yùn)動(dòng)時(shí)間頻率很低:tg較小作用時(shí)間分子運(yùn)動(dòng)時(shí)間適當(dāng)頻率:tg最大作用時(shí)間~分子運(yùn)動(dòng)時(shí)間《4》影響介電性能的因素
電場(chǎng)頻率對(duì)介電常數(shù)的影響電子極化:分子中的電子發(fā)生位移產(chǎn)生的極化原子極化:原子發(fā)生位移的極化偶極極化:偶極分子運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的極化界面極化:界面電荷運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的極化
《4》影響介電性能的影響增塑劑
增塑劑加入分子間作用減小極化轉(zhuǎn)向容易相當(dāng)于溫度加入極性增塑劑增加新的極化作用使tg和ε雜質(zhì)——對(duì)介電性能影響很大導(dǎo)電雜質(zhì)和極性雜質(zhì)(如水)2—2高聚物的導(dǎo)電性能
《1》導(dǎo)電性的表征——電阻率
表面電阻系數(shù)體積電阻系數(shù)S:電極面積d:厚度l:電極長(zhǎng)度RV:體積電阻RS:表面電阻《2》高聚物的漏電流
(體積電阻率)高聚物的體積電阻率:1010~1020
之間高聚物的漏電流包括三個(gè)部分:瞬時(shí)電流Id——由電子或原子極化引起10-13~10-15秒極化電流Ia——由極性基團(tuán)、偶極取向極化等引起,隨時(shí)間逐漸減小0。100~4秒漏電電流I——由可移動(dòng)的離子、自由電子等帶電粒子沿電場(chǎng)方向運(yùn)動(dòng)形成的穩(wěn)定電流高聚物的漏電流《3》影響高聚物導(dǎo)電性能的因素分子結(jié)構(gòu)——高聚物導(dǎo)電性能的內(nèi)在因素飽和的非極性高聚物:(PE等)一般的極性高聚物:(PVC等)共軛結(jié)構(gòu)的高聚物:(聚乙炔等)電荷轉(zhuǎn)移絡(luò)合物自由基-離子化合物較高的導(dǎo)電性能有機(jī)金屬聚合物等《3》影響高聚物導(dǎo)電性能的因素溫度對(duì)導(dǎo)電性能的影響:
E—活化能
A、R—常數(shù)T—溫度如:PMMAT=20oC時(shí)T~100oC時(shí)《3》影響高聚物導(dǎo)電性能的因素結(jié)晶、取向和交聯(lián):
鏈段運(yùn)動(dòng)困難、自由體積減小使離子遷移困難——離子電導(dǎo)分子堆砌緊密有利于分子間電子的傳遞——電子電導(dǎo)分子量:分子量增加分子內(nèi)的通道——電子電導(dǎo)分子量由于鏈端效應(yīng)使自由體積離子電導(dǎo)雜質(zhì)、添加劑——使電導(dǎo)明顯增加2—3高聚物的擊穿當(dāng)所加電場(chǎng)強(qiáng)度達(dá)到某一臨界值使高聚物喪失電絕緣的性能——擊穿擊穿性能的表征——擊穿強(qiáng)度E2—3高聚物的擊穿
擊穿的兩種形式熱擊穿漏電流使聚合物發(fā)熱發(fā)熱使溫度升高進(jìn)而使電阻率進(jìn)一步使漏電流繼續(xù)使溫度電阻率直至擊穿特征:擊穿電壓與溫度、厚度有關(guān)電擊穿帶電粒子在電場(chǎng)作用下運(yùn)動(dòng)當(dāng)電場(chǎng)強(qiáng)度很高時(shí)帶電粒子運(yùn)動(dòng)速度極快高動(dòng)能的帶電粒子碰撞產(chǎn)生新的帶電粒子連鎖反應(yīng)使帶電粒子數(shù)量激增直至擊穿特征:擊穿電壓與溫度、厚度物關(guān)2—3高聚物的擊穿聚合物擊穿強(qiáng)度的范圍:
10~30千伏/毫米(kV/mm)影響聚合物擊穿強(qiáng)度的因素:聚合物結(jié)構(gòu)及制品的形狀外界的介質(zhì)環(huán)境、溫度電場(chǎng)的頻率、加壓的方式和電極的形狀聚合物的純度與雜質(zhì)含量§3高聚物的光學(xué)性能
反射光介質(zhì)吸收熱能進(jìn)入介質(zhì)散射透過3—1折射、反射和吸收〈1〉折射光線:空氣聚合物聚合物的折射率:n(1.3~1.7)影響聚合物折射率的因素:芳環(huán)具有較高的折射率甲基、F原子具有較低的折射率波長(zhǎng)折射率
3—1折射、反射和吸收〈2〉反射光線垂直由空氣介質(zhì)聚合物介質(zhì)反射系數(shù)R所以:聚合物的nR
3—1折射、反射和吸收〈3〉吸收光的吸收與聚合物的化學(xué)結(jié)構(gòu)和光的波長(zhǎng)有關(guān)聚合物在可見光區(qū)一般無特殊的吸收聚合物在紅外、紫外區(qū)有特殊的吸收帶光
溫馨提示
- 1. 本站所有資源如無特殊說明,都需要本地電腦安裝OFFICE2007和PDF閱讀器。圖紙軟件為CAD,CAXA,PROE,UG,SolidWorks等.壓縮文件請(qǐng)下載最新的WinRAR軟件解壓。
- 2. 本站的文檔不包含任何第三方提供的附件圖紙等,如果需要附件,請(qǐng)聯(lián)系上傳者。文件的所有權(quán)益歸上傳用戶所有。
- 3. 本站RAR壓縮包中若帶圖紙,網(wǎng)頁內(nèi)容里面會(huì)有圖紙預(yù)覽,若沒有圖紙預(yù)覽就沒有圖紙。
- 4. 未經(jīng)權(quán)益所有人同意不得將文件中的內(nèi)容挪作商業(yè)或盈利用途。
- 5. 人人文庫網(wǎng)僅提供信息存儲(chǔ)空間,僅對(duì)用戶上傳內(nèi)容的表現(xiàn)方式做保護(hù)處理,對(duì)用戶上傳分享的文檔內(nèi)容本身不做任何修改或編輯,并不能對(duì)任何下載內(nèi)容負(fù)責(zé)。
- 6. 下載文件中如有侵權(quán)或不適當(dāng)內(nèi)容,請(qǐng)與我們聯(lián)系,我們立即糾正。
- 7. 本站不保證下載資源的準(zhǔn)確性、安全性和完整性, 同時(shí)也不承擔(dān)用戶因使用這些下載資源對(duì)自己和他人造成任何形式的傷害或損失。
最新文檔
- 2025年度國(guó)際商務(wù)出差意外事故責(zé)任免除合同樣本3篇
- 二零二五廠房出售買賣合同范本(智能制造)3篇
- 個(gè)人借貸擔(dān)保合同范本(2024修訂版)版B版
- 2025年琴行與音樂教育平臺(tái)合作合同
- 二零二五年度股東對(duì)子公司經(jīng)營(yíng)困難提供借款合同
- 2025年度魚塘養(yǎng)殖個(gè)人承包合同(水產(chǎn)養(yǎng)殖法律法規(guī)遵循版)
- 二零二五年度辣椒產(chǎn)業(yè)綠色認(rèn)證與標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè)合同
- 2025年度遺產(chǎn)繼承財(cái)產(chǎn)分配與子女創(chuàng)業(yè)基金合同
- 2025年度茶山承包經(jīng)營(yíng)權(quán)流轉(zhuǎn)合同
- 2025年度電商件代發(fā)及售后服務(wù)保障合同協(xié)議
- 2024版?zhèn)€人私有房屋購(gòu)買合同
- 2025年山東光明電力服務(wù)公司招聘筆試參考題庫含答案解析
- 《神經(jīng)發(fā)展障礙 兒童社交溝通障礙康復(fù)規(guī)范》
- 2025年中建六局二級(jí)子企業(yè)總經(jīng)理崗位公開招聘高頻重點(diǎn)提升(共500題)附帶答案詳解
- 2024年5月江蘇省事業(yè)單位招聘考試【綜合知識(shí)與能力素質(zhì)】真題及答案解析(管理類和其他類)
- 注漿工安全技術(shù)措施
- 2024年世界職業(yè)院校技能大賽“食品安全與質(zhì)量檢測(cè)組”參考試題庫(含答案)
- 讀書分享會(huì)《白夜行》
- 3-9年級(jí)信息技術(shù)(人教版、清華版)教科書資源下載
- 行為疼痛量表BPS
- 小學(xué)生必背古詩詞80首(硬筆書法田字格)
評(píng)論
0/150
提交評(píng)論