環(huán)境因素對聚苯硫醚電性能測試結(jié)果的影響

摘 要:通過聚苯硫醚在不同環(huán)境條件下電性能的測試結(jié)果對比，得出必須在標(biāo)準(zhǔn)環(huán)境條件測試才能保證測試結(jié)果的準(zhǔn)確性的結(jié)論。

關(guān)鍵詞:聚苯硫醚環(huán)境因素電性能測試結(jié)果影響

中圖分類號:TB383文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A文章編號:1674-098X(2011)06(c)-0127-02

聚苯硫醚(PPS)作為一種新型工程塑料，它具有優(yōu)良的電絕緣性能，被廣泛應(yīng)用于各種絕緣涂層和電子工業(yè)等。

聚苯硫醚又是一種熱塑性塑料，其測試環(huán)境的溫度和濕度對測試結(jié)果影響很大，現(xiàn)就聚苯硫醚電性能測試中環(huán)境因素對測試結(jié)果的影響展開討論。

1 環(huán)境因素對體積電阻率和表面電阻率測試結(jié)果的影響

在絕緣材料里面的直流電場強(qiáng)度和穩(wěn)態(tài)電流密度之商，即單位體積內(nèi)的體積電阻;平行材料中電流方向的電位梯度與電流密度之比即為體積電阻率ρv，單位是Ω·m。

在絕緣材料的表面層里的直流電場強(qiáng)度與線電流密度之商，即單位面積內(nèi)的表面電阻;平行于材料表面上電流方向的電位梯度與表面單位寬度上的電流之比，即為表面電阻率ρs，單位是Ω。

體積電阻率和表面電阻率可作為選擇絕緣材料的一個參數(shù)，電阻率隨溫度和濕度的變化而顯著變化。聚苯硫醚測試用試樣在預(yù)處理時的環(huán)境溫度和濕度對于測試結(jié)果尤為重要，通常測試條件應(yīng)與預(yù)處理條件盡可能一致，若不能保持預(yù)處理條件和測試條件一致時，則應(yīng)在從預(yù)處理環(huán)境中取出后盡可能短的時間內(nèi)完成測試，間隔時間一般不超過5分鐘。

大量試驗證明，對極性材料及強(qiáng)極性材料，因極性聚合物浸水性強(qiáng)而降低它的體積電阻，又因水氣附于試樣表面，在空氣中CO2作用下，使表面形成一層導(dǎo)電物，造成表面電阻降低。測試過程中溫度和濕度對聚苯硫醚體積電阻率和表面電阻率的影響是明顯的，因此必須規(guī)定測試溫度和濕度。常規(guī)條件下都采用標(biāo)準(zhǔn)溫度和濕度(23±2)℃，(50±5)%進(jìn)行測試。

表1、表2列出的是聚苯硫醚試驗的結(jié)果。試驗是在相同的標(biāo)準(zhǔn)環(huán)境下調(diào)節(jié)24h，然后在不同環(huán)境條件下進(jìn)行測試。從測試結(jié)果可以看出ρv、ρs隨濕度增大變化的情況，當(dāng)濕度達(dá)到80%以上時，變化更劇烈了。

2 環(huán)境因素對相對電容率和介質(zhì)損耗因數(shù)測試結(jié)果的影響

電容器的電極之間及電極周圍的空間全部充以絕緣材料時，其電容Cx與同樣電極構(gòu)形的真空電容Co之比即為絕緣材料的相對電容率εr

εr=Cx/Co

絕緣材料的介質(zhì)損耗因數(shù)是介質(zhì)損耗角δ的正切tanδ。

損耗因數(shù)在某一頻率下可以出現(xiàn)最大值，這個頻率值與電介質(zhì)材料的溫度有關(guān)。介質(zhì)損耗因數(shù)和電容率的溫度系數(shù)可以是正的也可以是負(fù)的，這取決于在測量溫度下的介質(zhì)損耗指數(shù)最大值位置。

極化的程度隨水分的吸收量或電介質(zhì)材料表面水膜的形成而增加，其結(jié)果使電容率、介質(zhì)損耗因數(shù)和直流電導(dǎo)率增大。

聚苯硫醚的極性受濕度的影響很明顯，在高濕的作用下，水分子擴(kuò)散到高分子的分子間，使聚苯硫醚的極性增加。同時潮濕的空氣作用于其表面，幾乎在幾分鐘內(nèi)就使介質(zhì)表面形成一個水膜層，它具有離子性質(zhì)，增加表面電導(dǎo)，由此使材料的εr和tanδ都會增加。同時，由于聚苯硫醚是一種高分子材料，其具有多重轉(zhuǎn)變，在同一頻率下，其介電性能隨溫度變化很大。表3、表4列出的是不同環(huán)境條件下測試聚苯硫醚的結(jié)果。

3 環(huán)境因素對電氣強(qiáng)度測試結(jié)果的影響

(在連續(xù)升壓試驗中)在規(guī)定的試驗條件下，試樣發(fā)生擊穿時的電壓及(在逐級升壓試驗中)試樣承受住的最高電壓即為該試樣的擊穿電壓;在在規(guī)定的試驗條件下，擊穿電壓與施加電壓的兩電極之間距離的商為該試樣的電氣強(qiáng)度。

絕緣材料的電氣強(qiáng)度隨溫度和含水量而變化，除被測試材料已有規(guī)定者外，試樣應(yīng)在溫度23±2℃，相對濕度(50±5)%的條件下處理不少于24h。聚苯硫醚的擊穿電壓是與溫度有關(guān)的。隨溫度升高，電氣強(qiáng)度下降。因水分的浸入而導(dǎo)致聚苯硫醚電阻降低，必然降低擊穿電壓值，從而電氣強(qiáng)度下降。表5、表6列出的是聚苯硫醚試驗的結(jié)果。

4 相同聚苯硫醚樣品在不同溫、濕度下電性能比較

我們做了以下試驗，取幾組聚苯硫醚樣品在不同溫、濕度下進(jìn)行各項電性能測試，其結(jié)果如表7，8，9。

我們從以上各表中比較看到，環(huán)境溫度和濕度對測試結(jié)果的影響是顯而易見的。在相同的標(biāo)準(zhǔn)環(huán)境下調(diào)節(jié)24h，然后在不同環(huán)境條件下進(jìn)行測試，濕度與溫度對PPS的各項電性能影響都很大。隨著濕度與溫度的變化，PPS各項電性能也出現(xiàn)明顯的變化。

5 結(jié)語

綜上所述，對于聚苯硫醚的電性能測試和樣品預(yù)處理我們應(yīng)嚴(yán)格控制環(huán)境條件，這不僅是科學(xué)性和對操作者責(zé)任心的要求，也是試驗數(shù)據(jù)重復(fù)性和可比性的保證。

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