簡單定義
介電常數(shù),,用于衡量絕緣體存儲電能的性能。
它是兩塊金屬板之間以絕緣材料為介質(zhì)時的電容量與同樣的兩塊板之間以空氣為介質(zhì)或真空時的電容量之比,。
它與塑料作為電介質(zhì)制品時,,在電場作用下可儲存電能大小、發(fā)熱量有關,。
它代表了電介質(zhì)的極化程度,,也就是對電荷的束縛能力,介電常數(shù)越大,,對電荷的束縛能力越強,。對于介電材料,介電常數(shù)越大,,電容越大,。
影響介電常數(shù)的因素
(1)材料的極性
一般非極性材料,如PE,、PP,、PS等介電常數(shù)小,約為2-3,;
低極性材料的介電常數(shù)為3-5,;極性材料的介電常數(shù)為4-10,強極性則更大,。
分子對稱性越高的材料,,介電常數(shù)越小。
如塑料中的F4的介電常數(shù)最小,,僅2.1,;PA6的較高,為4.7,。
(2)電場頻率
低頻率的頻率變化對介電常數(shù)影響不大,,高頻率電場則影響較大,因為極化反應需要一定的時間,。
所以在高頻場合頻率增大時,,極性材料極化速度來不及反應使介電常數(shù)下降,頻率下降是介電常數(shù)變大。對于非極化材料,,因分子鏈對稱性好,,所以介電常數(shù)對頻率變化不敏感。
(3)環(huán)境溫度
溫度升高時,,非極性材料介電常數(shù)變化不大,,而極性材料介電常數(shù)增大,但溫度升到某一個值時,,會隨著溫度升高而下降,。因此極性對溫度變化較為敏感。這種現(xiàn)象非極性也有,,但變化較小,。這兩種材料在Tg或者Tm點上都會發(fā)生介電常數(shù)變大現(xiàn)象。
(4)相對濕度
濕度增大時,,介電常數(shù)變大,,對極性材料影響更大。因為水是極性介質(zhì),,它擴散到分子內(nèi)會增大極性,,吸濕后塑料表面的水膜會增加表面電導,促進材料極化反應,。頻率低時,,吸水性影響更大。隨著頻率的增大,,其影響變小,。
常用塑料的介電常數(shù)
1、苯乙烯(PS)25℃,,2.4,;
2、聚碳酸酯(PC)20℃,,50HZ 3.1,;
3、聚甲醛(POM)60HZ 3.7-3.8,;
4,、聚苯醚(PPO)60HZ 2.69-2.78;
5,、聚苯硫醚(PPS)103HZ 3.3,;
6、聚酰亞胺(PI)50HZ ≤4,;
7,、聚醚醚酮(PPEK)104HZ 3.3,;
8、尼龍(PA)1000HZ 3.1-3.7,;
9,、聚丙烯(PP) 1.5。
5G專題:常用高分子材料(塑料)的介電常數(shù)
根據(jù)物質(zhì)的介電常數(shù)可以判別高分子材料的極性大小,。通常,,相對介電常數(shù)大于3.6的物質(zhì)為極性物質(zhì); 2.8~3.6范圍內(nèi)的物質(zhì)為弱極性物質(zhì),;相對介電常數(shù)小于2.8為非極性物質(zhì),。
同理,我們根據(jù)高分子材料的極性也可以大致推測材料介電常數(shù)大小,,極性基團多,,介電常數(shù)高,極性基團少介電常數(shù)小,。下面是常見材料的介電常數(shù)的大?。?/span>
目前大家探討比較多是5G工程塑料,,主要分為薄膜產(chǎn)品(LCP,,PI等用在線路板,天線),、還有就是結(jié)構(gòu)件(注塑成型),,如低介電LCP、PBT,、PPO,、PPS等。
選材中既要滿足介電常數(shù)低又要滿足力學性能,、化學性能,、電性能等因素。改性塑料的介電常數(shù)跟基材的分子結(jié)構(gòu)有關,,同時也跟增強/填充材料的介電常數(shù)有關,。
降低改性塑料的介電常數(shù)方法:
1、選擇介電常數(shù)較低的樹脂,,例如PPO,、PS、POK等作為基材或者作為合金成分,;
2,、增強纖維采用低介電常數(shù)品種,例如常用的玻璃纖維的介電常數(shù)6-7左右,,目前市場已有介電常數(shù)為4-5的低介電玻璃纖維出現(xiàn),;
3,、配方設計時盡量選擇低介電常數(shù)的助劑,例如增韌劑盡可能采用POE,、SEBS等,,潤滑劑盡可能采用PE蠟、PTFE蠟粉等,;
4,、配方中引入低介電常數(shù)填充料,例如云母粉,、高嶺土等,;
5、通過添加特殊成分或生產(chǎn)工藝改變材料的微觀拓撲結(jié)構(gòu)與形態(tài),;
6,、空氣的介電常數(shù)近似1,改性塑料中引入納米或微米級的微孔可以顯著降低材料的介電常數(shù),。
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