高分子物理 聚合物的性质
聚合物的结构与性质关系分析
聚合物的结构与性质关系分析随着科学技术的不断发展和进步，聚合物在不同领域中的应用越来越广泛。
作为一种重要的高分子化合物，聚合物的结构与性质关系一直是研究的焦点之一。
本文将结合实例进行分析，探讨聚合物的结构与性质的关系。
一、聚合物结构的分类聚合物是由一种或多种单体通过共价键连接而成的高分子化合物，其结构可分为线性结构，支化结构和交联结构三类。
线性结构的聚合物具有一条“链状”的结构，其单体分子直线连接，呈线性排列。
相比支化结构和交联结构的聚合物，线性结构的聚合物分子排列相对较为密集，分子间的自由度较小。
聚丙烯和聚乙烯均属于线性结构的聚合物。
支化结构的聚合物中，除了线性结构的单体外，还有部分分子以支架或分叉的形式与主链相连。
这种结构可以有效增加聚合物的分子间空隙，使聚合物分子具有较好的流动性和可加工性。
丙烯酸酯树脂和聚氨酯均属于支化结构的聚合物。
交联结构的聚合物中，分子间的单体通过共价键相互交联，形成类似于网状的结构。
交联结构的聚合物分子间的交联点可以强化聚合物的韧性、硬度和强度，具有一定的机械性能，但其加工工艺较为困难。
例如聚酰亚胺和环氧树脂均属于交联结构的聚合物。
二、聚合物结构与物理性质的关系聚合物结构的不同形式具有不同的物理性质。
因此，了解聚合物的结构与性质的关系十分重要。
1.结晶性聚合物中分子的排列方式能直接影响聚合物的结晶性。
相比支化结构和交联结构的聚合物，线性结构的聚合物分子排列更加紧密，表现出更好的结晶性。
聚丙烯和聚乙烯是典型的线性结构聚合物，具有优异的结晶性。
2.耐热性聚合物的耐热性与其交联结构密切相关。
交联结构的聚合物可以有效地阻止聚合物分子的热运动，降低聚合物的融点，从而提高聚合物的耐热性。
聚酰亚胺和环氧树脂等聚合物具有稳定的高温性能。
3.流动性聚合物的流动性与其支化结构相关。
支化结构的聚合物分子间的空隙较大，分子交错排列，具有较好的流动性，对应的塑料制品可以较好的注塑成型。
丙烯酸酯树脂和聚氨酯等支化结构聚合物具有良好的流动性能。
高分子和聚合物概念的差别
高分子和聚合物概念的差别高分子和聚合物概念的差别如下：一、定义高分子：高分子是指那些由众多原子或原子团组成的复杂化合物，其相对分子质量通常大于10000。
聚合物：聚合物是由许多重复单元通过共价键连接而成的化合物。
每个重复单元（单体）可以是简单的有机化合物，也可以是复杂的有机化合物。
二、组成单元高分子：高分子的组成单元可以是非常多样的，可以是单个的原子，也可以是复杂的有机或无机分子。
这些组成单元通常是通过化学反应或者物理过程连接在一起的。
聚合物：聚合物的组成单元通常是单体，这些单体在聚合反应中通过共价键连接在一起。
每个单体可以是一个简单的有机化合物，也可以是复杂的有机化合物。
三、应用领域高分子：高分子材料在许多领域都有广泛的应用，包括塑料、橡胶、纤维、涂料、胶粘剂等。
高分子材料因其独特的物理和化学性能而被广泛应用于建筑、汽车、电子、医疗、航空航天等领域。
聚合物：聚合物材料同样在许多领域都有广泛的应用，包括塑料、橡胶、纤维、涂料、胶粘剂等。
聚合物因其独特的物理和化学性能而被广泛应用于建筑、汽车、电子、医疗、航空航天等领域。
四、性质高分子：高分子化合物通常具有较高的分子量和多分散性，其物理和化学性质往往因分子的结构差异而有所不同。
例如，高分子化合物可能具有较好的机械性能（如强度和韧性）、化学稳定性以及热稳定性等。
聚合物：聚合物通常具有较高的分子量和多分散性，其物理和化学性质往往因分子的结构差异而有所不同。
例如，聚合物可能具有较好的机械性能（如强度和韧性）、化学稳定性以及热稳定性等。
此外，聚合物通常具有较好的加工性能，可以通过注塑、挤出、压延等工艺进行加工。
五、制备方法高分子：高分子的制备通常是通过化学反应或者物理过程来实现的。
常用的化学反应包括聚合反应、缩聚反应、接枝反应等；常用的物理过程包括溶液纺丝、熔融纺丝、乳液纺丝等。
聚合物：聚合物的制备通常是通过聚合反应来实现的。
聚合反应是一种有机化学反应，通常分为加成聚合和缩聚聚合两大类。
聚合物介绍
聚合物介绍聚合物，是由许多重复单元组成的高分子化合物。
它们具有许多独特的性质和广泛的应用领域。
本文将介绍聚合物的结构、性质和应用，并探讨其在日常生活中的重要性。
聚合物的结构可以分为线性聚合物、支化聚合物和交联聚合物。
线性聚合物是由直链或分支链组成的，例如聚乙烯和聚丙烯。
支化聚合物是在线性聚合物的分子链上引入支链，如聚苯乙烯。
交联聚合物则是由三维网络结构组成的，如硅胶。
这些不同的结构赋予了聚合物不同的性质和用途。
聚合物的性质可以分为物理性质和化学性质。
物理性质包括聚合物的强度、硬度、延展性和熔点等。
聚合物的物理性质取决于其分子量和分子结构。
化学性质包括聚合物的化学稳定性、溶解性和反应性等。
聚合物的化学性质决定了其在不同环境条件下的稳定性和可加工性。
聚合物在许多领域都有广泛的应用。
在材料科学领域，聚合物被用作塑料、橡胶、纤维和涂料等材料的基础。
塑料是聚合物的一种应用，具有轻质、强度高和可塑性强的特点，广泛应用于包装、建筑和电子等领域。
橡胶是一种高弹性聚合物，用于制造轮胎、密封件和橡胶制品等。
纤维是由聚合物纺织而成的，用于制造服装、家居用品和工业材料等。
涂料是由聚合物制成的，用于保护和装饰各种表面。
在生物医学领域，聚合物也有许多应用。
例如，生物可降解聚合物被广泛应用于医疗缝合线、骨修复和药物释放系统等。
这些聚合物可以逐渐降解并被人体吸收，减少了二次手术的风险。
此外，聚合物还被用于制造人工器官、组织工程和药物输送系统等领域。
聚合物在环境保护和可持续发展方面也发挥着重要作用。
生物降解聚合物可以减少塑料污染和固体废物的产生，促进资源的循环利用。
此外，聚合物材料的轻量化和能源高效利用也有助于减少能源消耗和碳排放。
在日常生活中，我们无处不见聚合物的身影。
从塑料袋到电线电缆，从衣服到家具，聚合物产品已经渗透到我们的生活中的方方面面。
聚合物的广泛应用不仅给我们的生活带来了便利，也为我们创造了更加丰富多样的选择。
聚合物作为一种重要的高分子化合物，具有多样的结构、性质和应用。
第三章 (1) 高分子材料的物理化学性质
19
（ii）pH敏感水凝胶 ：pH敏感性水凝胶是体积随环境pH值、 离子强度变化的高分子凝胶。这类凝胶大分子网络中具有可解 离成离子的基团，其网络结构和电荷密度随介质pH值的变化而 变化，并对凝胶的渗透压产生影响；同时因为网络中添加了离 子，离子强度的变化也引起体积变化。 一般来说，具有pH值响应性的水凝胶都是含有酸性或碱性侧 基的大分子网络，即聚电解质水凝胶。随着介质pH值、离子强 度的改变，酸、碱基团发生电离，导致网络内大分子链段间氢 键的解离，引起不连续的溶胀体积变化。
18
热可逆性水凝胶 有些聚合物水溶液在室温下呈自由流动的液态 而在体温下呈凝胶态，即形成热可逆性水凝胶(TGR)。这一体系 能够较容易地对特定的组织部位注射给药，在体内环境下很快形 成凝胶。而且这种给药系统的制备较简单，只需将药物与聚合物 水溶液进行简单地混合。 如：聚环氧乙烷(PEO)与聚环氧丙烷(PPO)嵌段共聚物是已被批 准用于药用辅料的高分子，商品名叫普流罗尼(Pluronic)或泊洛沙 姆(Poloxamer)，依据其结构和浓度，这类聚合物存在两个临界相 转变温度，即溶液-凝胶转变温度(相当于LCST)和凝胶-溶液转变 温度，在这两个温度之间其水溶液呈现凝胶状态。利用这类共聚 物水溶液低温溶液状态混合药物，尤其是生物类药物，注人体内 形成凝胶，从而实现控制药物释放同时保护药物活性的功能。
高分子物理考研习题整理09 聚合物的电学性能汇编
1 聚合物的极化与介电性能1.1 介电极化①什么是高分子的极化？高分子在外电场中的极化有哪几种形式？各有什么特点？极化的机理是什么？非极性分子和极性分子在外电场作用下极化有什么不同？绝大多数聚合物是优良的电绝缘体，有高的电阻率、低介电损耗、高的耐高频性和高的击穿强度。
但在外电场作用下，或多或少会引起价电子或原子的相对位移，造成电荷的重新分布，称为极化。
高分子在外电场中的极化有电子极化 、原子极化和取向极化三种形式：（1）电子极化是分子中各原子的价电子云在外电场作用下，向正极方向偏移，发生了电子相对于分子骨架的移动，使分子的正、负电荷中心的位置发生变化引起的。
电子极化弱，但极快。
（2）原子极化是分子骨架在外电场作用下发生变形造成的。
原子极化比电子极化更弱，速度比电子极化慢。
（3）取向极化（或称偶极极化）是极性分子骨架在外电场作用下沿电场的方向排列，产生分子的取向。
取向极化较慢，但对总极化的贡献是很大的。
前两种产生的偶极矩为诱导偶极矩，后一种为永久偶极矩。
非极性分子只有电子极化和原子极化，而极性分子除电子极化和原子极化外还有取向极化。
②什么是分子极化率？极化偶极矩（μ）的大小与外电场强度（E ）有关，比例系数α称为分子极化率，μ=αE 。
③如何区分极性聚合物和非极性聚合物？列举至少3个极性聚合物与3个非极性聚合物 根据聚合物中各种基团的有效偶极矩μ或介电常数ε，可以把聚合物按极性大小分为四类：非极性（μ=0，ε=2.0~2.3），如PE,PP ,PTFE,PB ；弱极性（0＜μ≤0.5deb ，ε=2.3~3.0），如PS,NR ；极性（0.5deb ＜μ≤0.7deb ，ε=3.0~4.0），如PVC,PA,PVAc,PMMA ；强极性（μ＞0.7deb ，ε=4.0~7.0），如PVA,PET,PAN,酚醛树脂,氨基树脂。
注意：聚合物的有效偶极矩与所带基团的偶极矩并不完全一致，结构对称性会导致偶极矩部分或全部抵消。
聚合物的分子结构与物理性质
聚合物的分子结构与物理性质聚合物是由大量重复单元构成的高分子化合物。
随着科技的发展，聚合物在人类生产和生活中的应用越来越广泛。
然而，聚合物的性质和应用取决于其分子结构，因此对聚合物分子结构与物理性质的研究尤为重要。
一、聚合物的分子结构聚合物的分子结构与其化学和物理性质密切相关。
聚合物的分子结构与单体种类、聚合方法、反应条件以及控制试剂的种类和用量等有关。
聚合物的分子结构可以从宏观和微观两个层面进行描述。
从宏观上看，聚合物的分子结构可以分为线性、支化、交联和聚集态等。
线性聚合物的分子链呈直线状排列，没有分支；支化聚合物的分子链上存在分支，分支可以根据分支链的数量和长度不同分为两种：分子段分支和侧链分支；交联聚合物的分子链之间通过交联点互相连结，呈网络状结构；而聚集态分子则是由数个分子组成的复合物。
从微观上看，聚合物的分子结构是由化学键和官能团组成的。
根据化学键的性质，聚合物分子的结构可以分为三类：相邻两个重复单元之间的化学键称为主链键；主链键以外的化学键称为辅助键，辅助键决定了聚合物分子的分支情况；在分子中存在的其他化学基团称为官能团，它们通过化学反应与其他分子发生反应，改变聚合物分子的性质。
聚合物的分子结构图如下图所示：二、聚合物的物理性质聚合物的物理性质主要包括力学性质、热学性质、电学性质以及光学性质等。
力学性质是指聚合物在力的作用下发生的变形和断裂等现象。
聚合物的弹性模量、拉伸强度、抗拉伸应变、屈服强度、断裂伸长率等是衡量聚合物力学性质的重要指标。
热学性质是指聚合物在不同温度下表现出来的性质。
聚合物的热稳定性、玻璃转移温度、熔融温度、热膨胀系数等是衡量聚合物热学性质的指标。
电学性质是指聚合物在电场作用下表现出来的性质。
聚合物的电导率、介电常数、击穿场强等是衡量聚合物电学性质的指标。
光学性质是指聚合物在光的作用下表现出来的性质。
聚合物的透光性、发光性、荧光性等是衡量聚合物光学性质的指标。
三、聚合物分子结构的控制通过控制聚合物分子结构可以使聚合物具有更好的性能和更广泛的应用。
高分子物理----高分子的力学性能
一般刻痕试样的冲击强度小于这一数值为脆性断裂，大
于这一数值时为韧性断裂。但这一指标并不是绝对的，
例如玻璃纤维增强的聚酯塑料，甚至在脆性破坏时也有
很高的冲击强度。
7.1 玻璃态与结晶态聚合物的力学性质
2. 高聚物的理论强度 从分子结构的角度来看，高聚物的断裂要破坏分子 内的化学键，分子间的范德华力与氢键。
7.2 高弹态聚合物的力学性质
加入增塑剂虽然可以降低Tg，但有利条件，因此选
用增塑法来降低Tg必须考虑结晶速度增大和结晶形成的 可能性。
7.2 高弹态聚合物的力学性质
（2）共聚法
共聚法也能降低聚合物的Tg，如：PS的主链上带有体 积庞大的苯基，聚丙烯腈有强极性腈基存在，Tg都在室温 以上，只能作为塑料和纤维使用，如果用丁二烯分别与苯 乙烯和丙烯腈共聚可得丁苯橡胶和丁腈橡胶，使Tg下降。 例如：丁苯30，Tg=-53℃，丁腈26，Tg=-42℃。
7.1 玻璃态与结晶态聚合物的力学性质
（3）当温度升高到Tg以下几十度范围内，如曲线③，过
了屈服点后，应力先降后升，应变增大很多，直到C点断裂，
C点的应力称为断裂应力，对应的应变称为断裂伸长率ε 。
7.1 玻璃态与结晶态聚合物的力学性质
（4）当温度升至Tg以上，试样进入高弹态，在应力不大
时，就可发生高弹形变，如曲线④，无屈服点，而呈现一段
应力称为屈服应力或屈服强度。
7.1 玻璃态与结晶态聚合物的力学性质
屈服点之后，应力有所下降，在较小的负荷下即可产生形 变，称为应变软化。之后应力几乎不变的情况下应变有很大 程度的增加，最后应力又随应变迅速增加，直到材料断裂。
7.1 玻璃态与结晶态聚合物的力学性质
四、几类高聚物的拉伸行为 1. 玻璃态高聚物的拉伸
常用高分子聚合物性质和特点介绍以及常用高分子聚合物名字缩写
丙烯腈－丁二烯－苯乙烯三元共聚物(ABS)Acrylonitrile-Butadiene-Styrene Terpolymer主要特点：●较好的抗冲强度和一定的耐磨性。
●耐寒性能良好，石油温度范围－40～100℃。
●良好的耐油性、耐水性和化学稳定性。
●电性能良好，其绝缘性很少受温度、湿度的影响。
●具有良好的模塑性，能着色、能电镀、能粘结。
●无毒，无臭，不透水但略透水蒸气。
●不足之处是耐气候性差，耐紫外线、耐热性不高。
主要用途：ABS用途广泛，主要用于汽车、飞机零件、机电外壳、空调机、电冰箱内衬打字机、照相机壳，电视机壳安全帽，天线放大器、车灯以及板、管、棒等。
制造方法：共聚: 将丁二烯/丙烯腈乳液加入到苯乙烯/丙烯腈乳液中，然后沉淀聚合。
接枝共聚: 将苯乙烯和丙烯腈加入到聚丁二烯乳液中。
然后搅拌加热，加入水溶性引发剂进行聚合。
这样得到的接枝共聚ABS相对与共聚得到的ABS冲击强度大，但刚性和硬度低。
ABS的强度很高，密度小，用它来制造汽车部件，如保险杠，可以降低油耗，减少污染。
ABS的强度高是因为丙烯腈上的腈基有很强的极性，会相互聚集从而将ABS分子链紧密结合在一起。
同时，具有橡胶性能的聚丁二烯使ABS具有良好的韧性。
尼龙 (Nylon)Polyamide尼龙是最常见的人造纤维。
1940年用尼龙织造的长统丝袜问世时大受欢迎，尼龙从此一举成名。
此后在二战期间，尼龙被大量用于织造降落伞和绳索。
不过尼龙最初的用途是制造牙刷的刷毛。
尼龙属于聚氨酯，在它的主链上有氨基。
氨基具有极性，会因氢键的作用而相互吸引。
所以尼龙容易结晶，可以制成强度很高的纤维。
尼龙分尼龙6,6、尼龙6、尼龙1010等。
其实尼龙6和尼龙6,6，区别不大。
之所以两种都生产，只是因为杜邦公司发明尼龙6,6后申请了专利所以其它的公司为了生成尼龙，才发明出尼龙6来。
尼龙的优点与不足：Advantages and Limitations of NylonsMechanical PropertiesGood combination of mechanical properties- fatigue and creep strength, stiffness, toughness and resilience- only slightly inferior to polyacetals. Limitations are that all nylons absorb or give up moisture to achieve equilibrium with ambient conditions- moisture acts as a plasticizer and decreases tensile and creep strength and stiffness and increases impact strength and the dimensions of the component. The effect is most serious in thin-sectioned components. Because nylons depend upon moisture for impact performance, embrittlement can occur in desiccated air.WearGood abrasion resistance (ability to absorb foreign particles) and self lubricating properties are responsible for the widespread use in gears and bearings.Thermal PropertiesSuitable for prolonged service temperatures of 80-100C and this can be increased to 140 C with heat stabilized grades. Limitation is that thermal expansion varies with temperature and moisture content.Electrical PropertiesGood commercial insulator but electrical properties are greatly influenced by moisture content and/or temperature increase.EnvironmentalAll nylons are resistant to fuels, oils, fats and most other technical solvents such as aliphatic and aromatic hydrocarbons, chlorinated hydrocarbons, esters, ketones and alcohols. All have good alkali resistance. Limitations are that all nylons are attacked by strong mineral acids, acetic acid and dissolved phenols. Some types aredissolved by formic acid. UV attacks un-stabilized nylons causing embrittlement in a comparatively short period.Food and medicineCan be used in contact with most food stuffs at room temperature and sterilized by steam or infra-red radiation. Fillers- Wide range of fillers and additives to improve specific properties and reduce limitations of unmodified materials, e.g glass fibre filler greatly reduces effects of moisture on dimensions and properties compared with unfilled materials.ProcessingMost material types are available in grades suitable for injection, blow and rotational moulding and extrusion, with additional possibilities of fluid bed coatings, sintering and casting for special grades. The latter (casting for monomer) is particularly useful for producing large stress-free sections in small economical batches. Most nylons can be readily machined using techniques akin to those used for the light alloys. Nylons can be joined with adhesives, induction bonding and ultrasonic welding. Limitations are that nylons have a sharply defined melting point and high shrinkage values occur on moulding thick sections. Nylons are crystalline; this results in longer cycle times in moulding. Conditioning for moulding is frequently necessary.发明尼龙的故事不同种类尼龙的用途聚丙烯腈(PAN)Polyacrylonitrile玻璃化温度: 85o C. 熔点: 317oC.无定型态密度(25o C): 1.184 g/cm 3. 腈纶是我们日常生活中最常见的化学合成纤维之一。
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? 9.1 聚合物的电学性质 ? 9.2 聚合物的光学性质 ? 9.3 聚合物的透气性 ? 9.4 高分子的表面和界面性质
? 9.1 聚合物的电学性质
? 高聚物的电学性质：聚合物在外加电
压或电场作用下的行为及其所表现出 来的各种物理现象。
? 在交变电场中的介电性质 ? 在弱电场中的导电性质 ? 在强电场中的击穿现象 ? 在聚合物表面的静电现象
tan ?
?
? ?'
?
(?s ? ?? )?? ? s ? ? 2? 2? ?
? 用ε'和ε”的表达式消去ωτ可得：
（? '? ?s ? ?? )2 ? ? 2 ? (? s ? ?? )2
2
2
? 介电松弛
9.1.3 聚合物的导电性质
? 材料的导电性是用电阻率或电导率来表示的。电
阻和电导为：
有关。
? ? Nq?
? 从导电机理来看，在聚合物中，存在电子电导，
也存在离子电导，即导电载流子可以是电子、空 穴，也可以是正、负离子。
? 饱和的非极性聚合物 具有最好的电绝缘性能。
? 极性聚合物的电绝缘性次之。 ? 共轭聚合物 是高分子半导体材料。 ? 电荷转移络合物和自由基 —离子化合物是另一类
高电子电导性的有机化合物。
P ? Q' / S ? (? ? 1)?0 E ? ?? 0 E
介电常数是衡量电介质极化程度的宏观物理
量，表征电介质贮存电能能力的大小。χ=ε-1
是材料的极化率
? 分子极矩：对于一个分子来说，极化的结果
相当于外电场在分子上引起一个附加偶极矩：
?
? ? ? El
? El 是分子上的局部电场强度，α是分子极化率。 ? 极化强度P 是单位体积内分子偶极矩的矢量和
t? ?
? 考虑交变电场：E ? E0ei? t
? Pd没有位差，而Pr有位差， Pd ? ?0 (?? ? 1)E0ei? t
?
Pr
?
Pr ,0ei? t
?1
1 ? i??
?0 (?s ? ?? )E0ei? t
P?
Pd
?
Pr
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1 ? i??
?0 (?s ? ?? )E
R? U I
G? 1 ? I RU
R?? h G?? S
S
h
? 电阻率：单位是欧 ·米，是单位厚度和单位面积试
样的电阻值；
? 电导率：单位是欧 -1．米-1，是单位厚度、单位面
积试样的电导值。
? 材料的导电性是由于物质内部存在传递电流的自
由电荷（ 载流子）。
? 材料导电性的优劣，还与这些载流子的运动速度
?
P=Nμ=NαEl
? N是单位体积内的分子数。
? 材料的介电常数决定于分子极矩。
? ? 1 Na
? Clausius 和Mosotti 导出：? ? 2 ? 3?0
? 如果介质的分子量为M，密度为ρ，利用
Avogadro 常数有 ? ? 1 M ? N~a
? ? 2 ? 3?0
? 定义摩尔极化强度PM:
0 。而
Pd ? ?0 (?? ? 1)E
? ?? 是光频下介电常数的极限值 。
? 如果是静电场：P ? ?0 (?s ? 1)E
Pr ? ?0 (?s ? ?? )E
t? ?
? ?S 是静电介电常数。其中Pr在平衡态前是
逐渐增大的，因为取向极化是松弛过程，
所以：
?
Pr ? Pr (1 ? e? t /? ) ? ?0 (?s ? ?? )E(1 ? e?t /? )
铁电高分子
9.1.2 聚合物的介电松弛与介电损耗
? 分子偶极矩的极化也是一个松弛过程，因此，在
交变电场中要损耗能量 ——介电损耗。
? 介质的极化可以分为变形极化 P d与取向极化 P r两
种，
?
P=P d+P r
? 变形可以瞬间完成，取向是松弛的。介电常数与
频率有关，在极高频率（光频）下，取向极化为
? 这样P是复数，介电常数也是复数：
?* ? 1 ? (P / ?0E) ? 1 ? (??
1 ? 1) ?
1 ? i??
(? s ? ?? ) ? ??
? ?s ? ?? 1 ? i??
? ? '? i?
? 这就是Debye色散关系。
?
?'?
??
?
?s
1?
? ?? ? 2? 2
?
?
(?s ? ?? )?? 1 ? ? 2? 2
? 温度 ：
? ? Ae E / RT
9.1.4聚合物的电致发光性质
? 带电粒子注入使聚合物处于激发态而产生
跃迁辐射，这种辐射称为电致发光。
? 聚苯撑聚合物的介电击穿
? 在强电场(107—108伏／米)中，材料突然从
介电状态变成导电状态，大量的电能迅速 地释放，使电极之间的材料局部地被烧毁， 这种现象就称为介电击穿。
? 击穿电压Ub：介质可承受电压的极限。 ? 介电强度：击穿电压与绝缘体厚度h的比值，
PM
?
N~a
3?0
?
? ?1 ??2
M
?
? 对于非极性介质，分子极化率是电子极化
率和原子极化率之和
：
PM
?
3N?~0（ae
?
aa )
? 对于极性介质，还要加一项由于极性分子
在电场作用下的取向而产生的极化率：
PM
?
3N?~0（ae
?
aa
?
?2 )
3kT
? 按照偶极矩的大小，可将聚合物大致归为
下面四类：
C
?
Q U
?
?C0
?
?? 0
S d
?
?' S
d
? 介电常数 ：含有电介质的电容器的电
容C 与相应真空电容器的电容之比为该
电介质的介电常数ε，即
?? C ? Q
C0 Q0
?电介质的极化：在电场作用下，使介质出现 宏观的偶极，这一现象称为电介质的极化。 对于平行板间各向同性的均匀电介质，极化 强度等于极化电荷密度，即
? 结构因素对高聚的导电性有明显影响。
? 分子量对聚合物导电性的影响与聚合物的主
要导电机理有关 。
? 结晶与取向使绝缘聚合物的电导率下降 。
? 交联使高分子链段的活动性降低，自由体积
减少，因而离子电导下降。
? 杂质使绝缘聚合物的绝缘性能下降。
? 湿度影响：与聚合物本身的极性和多孔性有
关。
? 添加剂 ：类似于杂质。
? 主要特点：高电阻、绝缘体。
9.1.1 聚合物的介电性质
? 真空电容器的电容为
C0
?
Q0 U
? 真空电容器 的电容决定于电容器的几何尺寸，
如果每个极板的面积为S，而两极板间的距 离为d ，则有
C0
?
?0
S d
? 如果在上述电容器的两极板间充满电介质，
这时极板上的电荷将增加到Q，Q = Q0 +Q′， 此时，电容也相应增加为C