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聚合物的电学性能和热学性能 Electrical Properties Thermal Properties of Polymer 本章内容 内容 Content 聚合物的介电性能 Dielectric Properties of Polymer 聚合物的导电性 Electrical Conductivity 聚合物的热学性能 Thermal Properties of Polymer 1 高分子物理 聚合物的电学性能和热学 性能 6.1聚合物的电学性能 电学性能：在外电场作用下的行为，包括：介电性能；导 电性能；电击穿和表面静电现象。  介电性能：在交流电场中的电能的储存和损耗。聚合物绝 缘材料和电容器的重要性能指标。  介电性能反映在交流电场中的偶极运动，与聚合物结构和 分子运动密切相关。可用于力学松弛研究。  导电性能：在直流电场作用下的导电能力。 2 高分子物理 聚合物的电学性能和热学 性能 6.1.1 聚合物的介电性能 1 、高分子的极化  非极性共价键：电子云中心与成键原子中心重合  极性共价键：电子云中心与成键原子中心不重合  非极性分子：正负电荷中心重合,  极性分子：正负电荷中心不重合  偶极距 μ：两个电荷中心距离l和电荷q 的乘积，表示极性 的强弱，偶极距具有加和性  μ=q ×l  非极性分子 μ为0 ，极性分子 μ大于0 3 高分子物理 聚合物的电学性能和热学 性能  极化 ：在外电场作用下，电介质分子或某些基团中电荷分 布发生相应变化。  极化分为： 电子极化、原子极化、偶极极化 （取向极化）  电子极化：在外电场作用下，分子中各原子的价电子云发 生相对分子骨架的移动，分子的正负电荷中心的位置发生 变化  特点：电子云移动很小，极化时间极短  原子极化 ：在外电场作用下，分子骨架发生变形，使分子 中正负电荷中心发生相对位移 4 高分子物理 聚合物的电学性能和热学 性能  特点：极化很小，约为电子极化的十分之一，极化时间比 电子极化长  电子极化、原子极化统称为：位移极化或变形极化，产生 的偶极距为诱导偶极距  偶极极化 （取向极化）：在外电场作用下，具有永久偶极 距的极性分子沿外电场方向取向的现象  特点：极化时间比位移极化长，外电场越强，极性分子取 向程度越大，温度越高，分子热运动对极性分子的取向干 扰越大，取向程度越小 5 高分子物理 聚合物的电学性能和热学 性能  非极性分子存在：电子极化和原子极化  另外，还有界面极化  界面极化：在外电场作用下，非均相电介质中电子或离子 在界面处堆集的现象  电介质的极化程度取决于：外电场强度、电介质的组成、 结构  介电常数 ：电介质极化程度的量度  极化程度越大，介