Практикум по химии и физике полимеров - Аввакумова Н.И.
ISBN 5—7245—0165—1
Скачать (прямая ссылка):
В зависимости от природы полимерного диэлектрика и условий его испытаний возможны самые различные формы пробоя. Электрическая прочность полимерного диэлектрика зависит от чистоты полимера, частоты и формы кривой приложенного напряжения, продолжительности воздействия, температуры, формы и материала электродов. Электрическая прочность полимера при переменном напряжении меньше, чем при постоянном. Измерения электрической прочности полимерных диэлектриков проводят с целью оценки надежности электрической изоляции и изучения электрического старения полимеров.
Для измерения электрической прочности полимерных материалов часто используется универсальная пробойная установка УПУ-1.
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ
Работа 9.1. Определение диэлектрической проницаемости и тангенса угла диэлектрических потерь полимеров
Цель работы: определить диэлектрическую проницаемость и тангенс угла диэлектрических потерь полимеров мостовым методом в соответствии с ГОСТ 6433.4—71.
Образцы и реактивы: полистирол, полиэтилен, п ол и в и н и л хлор ид (плоские диски диаметром 50 мм, толщина 2 мм), конденсаторный вазелин (или масло) марки хч.
Образцы не должны иметь царапин, утолщений, вздутий, трещин и других дефектов и загрязнений. Перед испытанием образцы должны храниться в эксикаторе или быть выдержаны при 20 °С и 65%-й относительной влажности в течение 24 ч. Работать с образцами следует при помощи пинцета.
Приборы и принадлежности: мост переменного тока типа Р-5004, обеспечивающий раздельный отсчет по емкости и тангенсу угла потерь, электроды из фольги (толщиной 0,0075—0,05 мм) круглой формы (диаметром 50± ±0,5 мм), винтовой пресс, испытательная камера, микрометр, пинцет.
Методика работы. С помощью микрометра измеряют толщину образца и помещают его между электродами испытательной
Рис. 9.1. Винтовой пресс:
/ штурвал; 2 — винт; 3 прокладки; 4 — электроды; испытательная камера
г
— фторопластовые 5 — образец; 6 —
камеры. Электроды тонким слоем конденсаторного вазелина (или масла) притирают к образцу. Винтовым прессом (рис. 9.1) обеспечивают плотное прилегание электродов к образцу. Испы- |_____________________П
тания проводят согласно инструкции к измерительному прибору. Отмечают показания прибора: значение емкости конденсатора С и фактора потерь tg6.
Результаты испытаний вносят в табл. 9.1.
Обработка результатов. Диэлектрическую проницаемость рассчитывают по формуле
е = С/С0,
где С и C0 — соответственно измеренная емкость исследуемого образца и емкость конденсатора в вакууме.
Для круглых пластин емкость конденсатора в вакууме рассчитывают по формуле:
С0=і74я&=d2/\6b,
b — толщина образца, см;
где d-
F — контактная поверхность электрода, см: диаметр электрода, см.
За окончательный результат принимают средние арифметические значения є и tg б, полученные при трех измерениях. Отклонение измеренных величин от среднего значения определяют по стандартному отклонению S1 которое рассчитывают по формуле
-V—
V п—\
где Аі = г—Ei или A; = tg6— (tg б)/ (здесь є, tg б — средние ариф-метические значения диэлектрической проницаемости и тангенса угла диэлектрических потерь).
Задание. Сопоставить значение диэлектрической проницаемости и тангенса угла диэлектрических потерь исследуемых полимеров и сделать вывод, у какого полимера электроизоляционные свойства лучше. Проверить соответствие найденных и справочных электрических характеристик полимеров.
12—1189
177
Контактная
Ко
п/п
Материал образца
Толщина образца, cm
Диаметр электродов d,
cm
поверхность электрода
г ™-. cm^
4
Емкость конденсатора С,
cm
Работа 9.2. Определение удельного объемного
и удельного поверхностного электрических сопротивлений
полимеров
Цель работы: определить электрическое сопротивление полимеров в соответствии с ГОСТ 6433.2—71.
Образцы: полистирол, полиметилметакрилат, поливинилхлорид (плоские диски диаметром 100 мм, толщиной 1 мм). Характеристика образцов приведена в работе 9.1.
Приборы и принадлежности-, тераомметр, испытательная камера, круглые электроды для измерений (измерительный, охранный и высоковольтный), микрометр, пинцет. Диаметр измерительного электрода 25 мм, диаметр высоковольтного электрода 40 мм, диаметры охранного электрода 27 мм (внутренний) и 32 мм (наружный), зазор между измерительным и охранным электродом равен 2 мм.
Методика работы. С помощью микрометра измеряют толщину образца и помещают его в электродное устройство испытательной камеры. Для измерения объемного электрического сопротивления электроды подключают к измерительному прибору согласно рис. 9.2, а, а при измерении поверхностного электрического сопротивления — согласно рис. 9,2,6. Измерения проводят по инструкции к измерительному прибору. Перед подачей напряжения электроды на образце должны быть замкнуты не менее чем на 1 мин. Отсчет показаний начинают с 60-й секунды после подачи напряжения. Результаты измерений вносят в табл. 9.2.
Обработка результатов. Удельное объемное электрическое сопротивление рассчитывают по формуле
