簡介

聚酰胺6(PA6)是一種廣泛應(yīng)用的工程塑料，而增強(qiáng)改性是PA6重要的改性手段，經(jīng)過增強(qiáng)改性的PA6在電子電氣T業(yè)中，可用于制造絕緣插座、支撐架、外殼等器件。對于工頻絕緣材料來說，介電強(qiáng)度是一個(gè)重要的性能指標(biāo)，介電強(qiáng)度的定義是擊穿電壓與絕緣體厚度的比值，即材料能長期承受的最大場強(qiáng)。由于主鏈中重復(fù)出現(xiàn)的酰胺基是一個(gè)極性基團(tuán)，和水分子之間能夠形成氫鍵，因此和聚烯烴等疏水性聚合物相比，具有較大的吸水率 ，其制品常因吸水而引起電性能變化，對準(zhǔn)確測定PA6類材料的介電強(qiáng)度帶來了極大的干擾。

介電強(qiáng)度測試儀器

LDJC-100kV計(jì)算機(jī)控制電壓擊穿試驗(yàn)儀 LDJC電壓擊穿試驗(yàn)儀 電氣絕緣強(qiáng)度測試儀

吸水率對PA6介電強(qiáng)度的影響機(jī)理

介電強(qiáng)度的定義是擊穿電壓與絕緣體厚度的比值，當(dāng)樣品厚度統(tǒng)一時(shí)，絕緣材料介電擊穿電的變化即體現(xiàn)了其介電強(qiáng)度的變化。介電擊穿與力學(xué)破壞相似，總是與材料的局部不完善性或某種弱點(diǎn)有關(guān)。高聚物介電擊穿按其形成的機(jī)理，大致可以分為本征擊穿、熱擊穿和放電引起的擊穿三種主要形式。

當(dāng)PA6的吸水率較低時(shí)，樣品擊穿位置在電極邊沿，測試位置處產(chǎn)生碳化物，并且擊穿時(shí)會產(chǎn)生臭味；當(dāng)PA6的相對吸水率更高時(shí)，樣品擊穿位置在電極中間，擊穿區(qū)域光潔無碳化物。

在本實(shí)驗(yàn)中所用電極的邊沿為半徑為3.2mm的弧，盡管在測試前已涂抹了真空硅脂，但是在測試時(shí)兩電極邊沿間肯定會存在空隙，空隙中的氣體介電強(qiáng)度比PA6樣品的介電強(qiáng)度低得多，當(dāng)樣品的含水率較低時(shí)，在高壓交變電場作用下，電極邊沿間的氣體首先發(fā)生電離放電。放電時(shí)被電場加速的電子和離子轟擊樣品表面，可以直接破壞高分子結(jié)構(gòu)，放電產(chǎn)生的熱量可能引起高分子的熱降解，放電生成的臭氧和氮的氧化物將使樣品氧化老化，反復(fù)放電使樣品所受的侵蝕不斷加深，最后導(dǎo)致材料擊穿。即當(dāng)含水率較低時(shí)，PA6的介電擊穿機(jī)理以放電引起的擊穿為主。

當(dāng)樣品的吸水率超過一定值后，在低頻下，樣品中的水主要以離子電導(dǎo)的形式增加電導(dǎo)電流，引起介電損耗，且體系的介電損耗隨著水含量的增加而有所升高。另外，當(dāng)PA6的吸水率增大時(shí)，分子的降解程度也隨之增大；同時(shí)結(jié)晶度下降。造成材料的局部缺陷增多。在高壓電場作用下，由于介電損耗所產(chǎn)生的熱量來不及散發(fā)出去，熱量的積累使樣品的溫度上升，而隨著溫度的升高，樣品的電導(dǎo)率按指數(shù)規(guī)律急劇增大，電導(dǎo)損耗產(chǎn)生更多的熱量，又使溫度進(jìn)一步升高，這樣惡性循環(huán)的結(jié)果導(dǎo)致樣品發(fā)生擊穿。即當(dāng)樣品的吸水率較高時(shí)，PA6的介電擊穿機(jī)理以熱擊穿為主，由于電極中間的場強(qiáng)最一強(qiáng)，與樣品接觸最緊密，散熱量最小，故熱擊穿多發(fā)生在電極中間。

吸水率的升高會引起PA6介電損耗的升高和局部缺陷的增多，介電擊穿機(jī)理從以放電擊穿為主轉(zhuǎn)為以需要能量低的熱擊穿為主，這就是吸水率增加會引起 PA6 類材料介電強(qiáng)度降低的原因。

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