聚(jù)酰亞胺(polyimide,PI)具有耐高溫(>400 ℃)、耐低溫(?269 ℃)、耐輻射以及介(jiè)電性(xìng)能優異等特點,目前已成為基本絕緣材料被廣泛用作變頻(pín)電機匝間絕緣及(jí)對地絕緣。
根據介電理論,電介質的介電特性與介(jiè)質(zhì)在外加電場作用下極(jí)化過程的建立是否跟得上外電場的變化密切相關。納米結構材料的介電常數來源主要是:①納米固(gù)體龐大界麵中大量空位、空洞等缺陷引起的界麵極化;②固有電矩在外(wài)電場作用下(xià)改變方向形成的轉向極化;③電子位移(yí)極化;④離子(zǐ)位移極化。根據電介質在交(jiāo)變電場(chǎng)作用下從建立極化到穩定所需時間的不同,可將電介質極化分為瞬時位移極化與鬆弛極化(huà)兩大類。瞬時位移極化包(bāo)括電子位移極化與離子位移極化,極(jí)化建立時間大約為10-16~10-12 s,遠小(xiǎo)於測試電場的變化周期,極化建立的時(shí)間可以忽略不計;後者包括界麵極化與轉向極化,此(cǐ)類(lèi)極化在交變電場作用下需要經過較長的時間才(cái)能達到穩態。同時,由於電子位移極化與(yǔ)離子位移極化幾乎不產生損耗(hào),所以tanδ 主(zhǔ)要來源於界麵極化及轉向極化。
聚酰亞胺納米複合薄膜在10 kHz 頻率下的ε 溫(wēn)度譜及tanδ 溫度譜。在30 ~80 ℃範圍內,溫(wēn)度θ 升高,ε 值減小。這是因為θ 升高,薄膜內部高分子鏈熱運動加劇,阻礙(ài)了聚合物分子的(de)極性端基(jī)與側鏈隨(suí)外(wài)加交變電(diàn)場的取向極化作用,從而使ε 值逐漸減小;當θ>80 ℃時,ε 值基本保持不變,這是因為此時分子鏈的熱運動已經非常劇烈,聚合物分子極性(xìng)端基與側鏈極化的建(jiàn)立已經完全跟不上外加交變電場的變化頻率,從而僅剩下瞬時位移極化(huà)對ε 值的貢獻。
tanδ 逐漸下降(jiàng),這是因為θ 升高,分(fèn)子熱運動加劇,薄膜內部高分子鏈端基及側鏈(liàn)的取向極化作用削弱,從而使tanδ 減小;以70 ℃為轉換點,其tanδ 值逐漸升高(gāo),並在110 ℃處出現(xiàn)峰值,隨後tanδ 值逐漸(jiàn)下降,這與弛豫現象的(de)特(tè)點相符合。