聚酰亞胺(polyimide,PI)具有耐高溫(>400 ℃)、耐低(dī)溫(wēn)(?269 ℃)、耐輻射以及介電性能優異等特點,目前(qián)已成為基本絕緣材料(liào)被廣泛用作變頻電機匝間絕緣及對地絕緣(yuán)。
根據介電理論,電介質的介電特性與介質在外(wài)加電場作用下極化過程的建立是(shì)否跟得上外電場(chǎng)的變化密切(qiē)相關。納米結構(gòu)材料的介電常數來源主要是:①納米固體龐大界麵(miàn)中大量空位、空洞等缺陷引起的界麵極化;②固有電矩在外電場作用下改變方向形成的轉向極化;③電子位移(yí)極化;④離子位移極化。根據電介質在交變電(diàn)場作用下從建(jiàn)立極化到穩定所需時間(jiān)的不同,可將電介質極化(huà)分為瞬時位移極化與鬆弛極化兩大類(lèi)。瞬時位移極化包(bāo)括電子位移極化與離(lí)子位移極化,極化建立(lì)時間大約為10-16~10-12 s,遠小於測試電場的變化周期,極化建立的時間可以忽略不計(jì);後者包括界麵極化與轉向極化,此類極(jí)化在交變電場作用下(xià)需要經過較長的時(shí)間才(cái)能(néng)達(dá)到穩態。同時,由(yóu)於電子位(wèi)移極(jí)化與離子位移極(jí)化幾乎不產生損耗,所以(yǐ)tanδ 主要來源於界麵極(jí)化及(jí)轉向極化。
聚酰亞胺(àn)納米複合薄膜在10 kHz 頻率下的ε 溫度譜及tanδ 溫度譜。在30 ~80 ℃範圍內(nèi),溫(wēn)度θ 升高,ε 值減小(xiǎo)。這是因為θ 升高,薄膜內(nèi)部高分子鏈熱運動加劇,阻礙了聚合物分子的極(jí)性端基與側(cè)鏈隨外加交變電場的取向極化作用,從而使ε 值逐漸減小;當θ>80 ℃時,ε 值基本保持不變(biàn),這是(shì)因為此時分子鏈的熱運動(dòng)已經非常(cháng)劇烈,聚合物分子極性端基與(yǔ)側鏈極化(huà)的建立(lì)已經完(wán)全跟(gēn)不上外加交變電場的變(biàn)化頻率,從而僅剩下瞬時位移(yí)極化對ε 值的貢獻。
tanδ 逐漸下降,這是因為θ 升高,分子(zǐ)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(ér)使tanδ 減(jiǎn)小;以70 ℃為轉換點,其tanδ 值逐(zhú)漸升高,並在110 ℃處出(chū)現峰值,隨後tanδ 值逐漸下降,這與弛豫現象的特點(diǎn)相符合(hé)。