1、高分子的热学性质,2,高分子的电学性质,1,第11章 高分子电学、热学和光学 的基本性质,高分子的光学性质,3,11.1 高分子的电学性质,1,2,高分子的极化和介电性,高分子的导电性,3,高分子的击穿,4,静电现象,5,新的电学性质,11.1.1.1 高分子的极化 根据高分子的分子极性的大小，可以把高分子分为以下四类： 非极性高分子，如聚乙烯、聚丙烯等； 弱极性高分子，如聚苯乙烯、天然橡胶等； 极性高分子，如聚氯乙烯、聚酰胺、聚甲基丙烯酸甲酯等； 强极性高分子，如聚乙烯醇、聚酯、酚醛树脂等。 （1）电子极化 （2）原子极化 （3）偶极极化,11.1.1 高分子的极化和介电性,11.1.1.2
2、 高分子的介电性 在静电场中，电介质在电场中的极化程度愈大，它在电容器极板上产生的感应电荷 愈多，介电常数就越大。对非极性电介质介电常数与分子极化率之间的关系为Clausius-Mositti方程在交变电场作用下，会引起电介质发热而损失一部分的电能，这部分电能就称为介电损耗。 11.1.1.3 影响高分子介电性的因素 （1）分子结构 （2）电场频率及温度 （3）增塑剂与杂质,11.1.1 高分子的极化和介电性,11.1.2.1 导电性的表征11.1.2.2 高分子绝缘体的导电机理及影响因素 高分子导电性受分子结构、温度及杂质的影响。 （1）分子结构的影响 （2）温度与湿度的影响 （3）杂质的影
3、响 11.1.2.3 导电高分子 （1）结构型导电高分子 （2）复合型导电高分子,11.1.2 高分子的导电性,11.1.3.1 击穿电压强度 以连续升压的方式对高分子试样施加电压（交流或直流的均匀电场），试样被击穿时的电压和试样厚度之比，定义为击穿电压强度（亦称为击穿强度或绝缘强度）。11.1.3.2 击穿机理 （1）热击穿破坏 （2）电击穿破坏 （3）电化学击穿破坏,11.1.3 高分子的击穿,11.1.3.4 耐电压性和耐电弧性 耐电压性表示高分子制品的耐电压能力。通常是迅速将电压升高到由制品标准规定的电压，停留1min（或按制品标准规定的时间），观察制品是否被击穿。若未被击穿，就称此电
4、压为该制品的耐电压值。 耐电弧性表示高分子材料对电弧、电火花的抵抗能力。通常是测定在一定的高电场下，两电极间的气体被击穿产生电弧、火花的作用，致使高分子材料表面形成导电层所需的时间，以此时间的长短来判断高分子材料的耐电弧性。,11.1.3 高分子的击穿,消除静电的方法主要依靠提高材料的表面电导率，及时耗散聚集在表面的电荷。具体做法是：增加制品表面湿度，在材料表面形成水膜，并通过溶入其他杂质电离来形成导电通道，从而提高表面电导率；利用高压电晕处理，让带电粒子获得动能而分散；在材料表面涂以抗静电剂，因为它们大都为阳离子型或非离子型表面活性剂，它们中的亲水基团可吸附空气中的水分，形成表面导电水膜，而
5、使静电荷从中消散。另外在材料中填充少量的导电纤维或粉末也可以达到消除静电的目的。,11.1.4 静电现象,11.1.5.1 力（形变）电性 将高分子试样置于两电极间，在机械力作用下，试样会因发生形变（伸长或缩短）而发生极化，同时产生电场，这种现象称为（正）压电效应。反之，在高分子试样上加上电场，试样发生相应的形变，同时产生应力，这个现象称为逆压电效应。 11.1.5.2 热电性 （1）热电性 （2）热释电性 11.1.5.3 光电性 某些高分子材料因光照射而反映出电性能 的变化。,11.1.5 新的电学性质,11.2 高分子的热学性质,1,2,高分子的热稳定性,高分子的导热性,3,高分子的热膨
6、胀,11.2.1 高分子的热稳定性,研究表明，高分子的热稳定性与高分子链结构密切相关。组成高分子的化学键的键能越高，材料就越稳定，耐热分解能力也就越强。提高高分子热稳定性的主要途径如下： （1）在高分子链中避免弱键 （2）在高分子主链中引入芳环状结构 （3）形成梯形、螺旋形和片状结构的高分子,11.2.2 高分子的导热性,热量从物体的一个部分传到另一个部分或者从一个物体传到另一个相接触的物体，从而使系统内各处的温度相等，叫做热传导。热导率是表征材料热传导能力大小的参数，可由热传导的基本定律傅里叶定律给出：,对于各向同性材料，体膨胀系数和线膨胀系数之间具有如下关系：热膨胀系数大这一特性对塑料的使用性能产生不良影响。,11.2.3 高分子的热膨胀,11.3 高分子的光学性质,1,2,光的折射和非线性光学性质,光的反射和吸收,11.3.1 光的折射和非线性光学性质,非线性极化系数的大小与分子结构有关。凡是有利于极化过程进行和极化程度提高的结构因素均可使非线性系数增大。同时，偶次项系数不为零必须满足电重心不对称的结构条件。,11.3.2 光的反射和吸收,照射到透明材料上的光线，除有部分折射进入物体内部之外，还有一部分在物体表面发生反射。反射角与入射角相等，如图11-2所示.令反射光强为 ，则：因为折射角r可表示为折射率的函数：,Thank you,
