改善聚丙烯电性能的常用方法

聚丙烯的电性能主要包括介电强度、介电常数、耐电弧及介电损耗等。在不同的应用场合，对上述电性能的要求也不同。

介电强度是一个衡量聚丙烯耐电压好坏的指标，它指聚丙烯绝缘体的绝缘性能随电压升高而不断下降，当电压升高到某特定值时，绝缘性下降到绝缘体可以局部导电，此时称聚丙烯绝缘体被击穿。

表征塑料介电性能好坏有两个参数:

一、介电强度

介电强度又称为击穿强度或电气强度，其定义为:试样击穿时，单位厚度承受的击穿电压值，单位为kV/mm或MV/m。

②击穿电压
 击穿电压又称为耐电压。其定义为在规定试验条件下，试样不被击穿时所能承受的高电压。
      
  室温条件下聚丙烯介电强度为24.6MV/m，聚丙烯的介电强度易受温度影响，温度越高，介电强度越低。

  聚丙烯的介电强度改进主要是通过提高聚丙烯的绝缘性来实现的，具体改性方法如下。

  (1)共混改进聚丙烯介电强度

  添加改进聚丙烯介电强度的方法为在树脂中添加高绝缘性填料，主要品种有:高岭土(煅烧陶土)、云母、Al(OH)₃、石棉、玻璃纤维及木粉等，其中以前两者常用。
  例如，在聚丙烯中加入50%的云母，可使其介电强度由原来的24.6kV/mm提高到46kV/mm.

PI-2001D聚丙烯电缆绝缘层即采取这种方式改变的介电强度。

   (2)交联改进聚丙烯介电强度

塑料进行交联改性后，其介电强度有不同程度提高。但是聚丙烯很少使用这种手段，一般聚乙烯使用较多。
     (3)双向拉伸改进聚丙烯介电强度
    塑料薄膜进行双向拉伸处理后，可适当地提高其介电强度。
    例如，对PP薄膜经过4X4双向拉伸后，共介电强度可由原来的24.6kV/mm提高到(130-200) kV/mm.
    再如，PΕT薄膜经过双向拉伸后，介电强度可由原来的25.5kVmm上:升到10kV/mm,PVC薄膜经过双向拉伸后，介电强度由(14-20) kV/mm上升到,180kV/mm。

二、改变聚丙烯的介电常数
   介电常数为表征材料贮存电能力大小的参数，其代号为ε,单位为F/m，作为聚丙烯电缆绝缘层使用的材料，希望聚丙烯介电常数越小越好；而在其它一些场合，有时又希望介电常数大一些。
   介电常数的测定方法为，以测定聚丙烯为介质与以真空为介质制成同尺寸电容器的电容量之比值，其中空气的ε约为1。室温下聚丙烯介电常数约为2.2 10⁶Hz/(F/m)

塑料的介电常数与其本身极性有关，非极性树脂的ε为2.0-2.5，弱极性树脂的ε为2.5-3,中极性树脂的为3.0-4.0,而强极性树脂的ε为4.0-7.0。
    聚丙烯的介电常数改性可分为两个方面，一方面为提高聚丙烯的介电常数，另外一方面为降低聚丙烯的介电常教。
(1)提高聚丙烯的介电常数
用于电容器中的聚丙烯薄膜要隶介电常数大一些，而纯塑料中介电常数大的树脂为氨基树脂(AF),仅为7.5.
提高聚丙烯介电常数有效的方法为添加高介电常数添加剂，常用的添加剂如下。
①一般填料
介电常数不是很高，只用于一般要求场合。 例如，在PP中加入40%滑石粉，可使ε由2.2升高到2.4，再如，在PVC中加入43%联合法赤泥，可使ε由3.6上升到4.625。
②金属氧化物
主要有，TiO₂的ε为90，Ta₂O₃的ε为28，Al₂O₃的ε 为7-10。

③高介电金属陶瓷
主要有BaTiO₃其ε为500-600, Sr TiO₃其ε为20万。例如，在醇酸清漆中加入10% BaTiO₃,其ε可由4.8升高到9.5。
(2)降低聚丙烯的介电常数
对于电视机及传真机系统整体高密度化时,电能的损耗不能忽视，因而必须减小材料的介电常数，以达到减小介电损失的目的。

聚丙烯降低介电常数的改性方法有如下几种。

①添加低介电常数材料
有效的降低介电常数添加剂为BN六方晶体，其介电常数只有1.6，可以添加于聚丙烯。
②交联降I介电常数
交联可使聚合物中的极性基团因受来束缚而活动困难，从而降低其介电常数。
③双向拉伸降低介电常数

聚丙烯薄膜经过双向拉伸后，分子整齐而紧密排列，增加了分子间作用力，降低极性基团活动能力，从而使介电常数下降。