10 Other Properties of 10.1 Electrical Properties of Polymers Polymers 高分子的电学性能 高分子的其他性能 10.11 Introduction概述 MacDia d美小、自州黄特（）2000他 ●高分子的电学性能，指高分子在电场作用下所表现出来的各种物理现察 er增则380-er,1000（ 场中的 1927 96 10.1.2 Electric Conductivity导电性 10.1.2 Electric Conductivity导电性 G-T g-Gk 表面电思率 电导率】要 表面电阳测试共置，刀形电根示塞图 1上 华积电愿率 10.1.2导电性 Eleri Conductivity of Polyme高分子的号电性 Factor nfening Eletric Conductivity ofolyme高分子的每电性的影响园素 商经是兰 是共 分牙史电爱启受尘壳哥使分子内市 ·高于的的 杂质传高然纹会提皮特的行电性
电、光、热 Polymer Physics 高分子物理 1 10.1 Electrical Properties of Polymers 高分子的电学性能 2 10.1.1 Introduction 概述 3 高分子的电学性能，指高分子在电场作用下所表现出来的各种物理现象 弱电场中的导电性 Electric conductivity 交变电场中的介电性 Dielectric property 强电场中的击穿 Dielectric breakdown 高分子表面的静电现象 Static electricity wn y 4 Heeger、 MacDiarmid(美)、 白川英树(日) 2000 化学奖 导电高分子研究，聚乙炔掺杂后，电导率从 3.2x10-6Ω-1cm-1增加到38Ω-1cm-1，提高了1000万倍（接 近铝、铜） 提出孤子概念 Alan J. Heeger 1936 Alan G. MacDiarmid b. 1927 b. 1936 Hideki Shirakawa 10.1.2 Electric Conductivity 导电性 ger Alan G. M b 绝 缘 体 半 导 体 导体 超导体 聚 苯 乙 烯 聚 四 氟 乙 烯 酞 菁 铜 聚 乙 烯 咔 唑 聚 乙 炔 硅锗 汞 掺 铜 银 杂 聚 乙 炔 R U I R G 1 1m1 各 种 材 料 的 电 导 率 R 电阻 I 电流 U 电压 S h G G 电导 电导率 S 面积 h 厚度 10.1.2 Electric Conductivity 导电性 1020 107 105 108 聚 乙 烯 5 半 导 烯 咔 唑 聚 乙 炔 硅 电导率 107 材料表面与内部的导电性不同 常用表面电阻率s、体积电阻率v表示导电性 b l Rs s v v R S h 表面电阻 b 电极间距 l 电极长度 v Rv 体积电阻 试样厚度 电极面积 m 体积电阻率 表面电阻率 表面电阻测试装置：刀形电极示意图 b l U Is s s U R I 10.1.2 Electric Conductivity 导电性 Surface Resistance and Bulk Resistance 表面电阻和体积电阻 6 b Rs s Rs 表面电阻 b 体 电阻 根据电导理论，决定电导的主要参数，是载流子的数目、迁移率 载流子，可以是电子、空穴，也可以是正、负离子 高聚物一般都是电绝缘体 高聚物本身没有自由载流子 是共价键连接起来的长链分子，既没有自由电子，也没有自由离子 高分子链间堆砌靠的是范德华力，分子间距离较大，电子云交叠很差，即使分子内有 载流子，也很难从一分子传递到另一分子 Electric Conductivity of Polymers 高分子的导电性 10.1.2 Electric Conductivity 导电性 7 没有自由电子，也没 间距离较大，电子云 分子 Factors Influencing Electric Conductivity of Polymers 高分子的导电性的影响因素 10.1.2 Electric Conductivity 导电性 分子结构 饱和的非极性高聚物，电绝缘性最好 极性高聚物，电绝缘性稍差 (极性基团可发生微弱的本征解离，提供本征导电离子) 共轭结构高分子，具有一定的导电性 (电子可从一个C＝C键转移到另一个C＝C键) 聚集态结构 结晶和取向，使分子堆砌紧密，自由体积减小，离子迁移率下降 以离子电导方式的高聚物，其电导率随结晶度或取向度增加而下降 分子紧密堆砌，有利于分子间电子的传递 以电子电导方式的高聚物，其电导率随结晶度或取向度的增加而增加 杂质，使绝缘高聚物的绝缘性能下降 导电填料的加入，会较大程度地提高高聚物的导电性 8 本征导 个C＝C键) ，自由体积减小，离 其电导率随结晶度或 分子间电子的传递 聚物，其电导率随结晶 的绝缘性能下降 加入，会较大程度地提
10.1.3 Dielectric Properties介电性能 10.1.3 Dielectric Properties介电性能 指电场作用下，高聚物储蓄和损耗电能的性质 Polaried Phenomen级化现象 大务器贵多 会品 高聚修作为地缘材料、或电容的介电村料脂时。介电性是非常要的性 10.1.3 Dielectric Properties介电性能 品还食及充电西物门 10.1,3 Dielectric Properties介电性能 Dielectric Constant介电常数 Dielectric Los经介电料 出你绣资生数界 商镇径然尽贤上南加电压山，两补电尽版上产生电特4。→2西 个因 量介电常斯，定义为充满纯介质时电客/真空电客 F.r网 ,偶股子转向将克服调力能。 550 对专极性聚会物：中损能去的 深 10.1.3 Dielectric Prope rties介电性能 10.13 Dielectric Properties介电性能 Dielectric5 pectrum介电松地谱 :活naa 整珠电密界餐来公天不 电场变化速摩与藏观远助单元的本征烟化速度相当时，才出现介电操耗墙 介电强度很高的介电材料 电容 00 ·有克清产镜 烤紫品别 Instrument insulant 0.1.4D electric Breakdown介电击身 10.1.5 Electrostatic Phenomena静电现象 高压下，电极间的材料迅达释放大量电能而发生局部烧殿的现象 装程电调分入牙合智注费幕器货接触或摩物时诚会在西国表 生产程道ǘ酯销甜茗强身 介电强度 压 聚合的宝叶杂袖终大是
10.1.3 Dielectric Properties 介电性能 2个衡量指标 介电常数：表征电介质 的能力 介电损耗：表征电介质通过发热 的多少 高聚物作为绝缘材料、或电容器的介电材料使用时，介电性是非常重要的性能 质 的 热 的 指电场作用下，高聚物储蓄和损耗电能的性质 9 多少 电材料使用时，介电 的 不论极性还是非极性高聚物，一般情况下呈电中性 电场作用下，高聚物会极化 电子极化：电子倾向于正极，原子核倾向于负极，使分子电荷分布发生变化，产生偶极矩。较弱 原子极化：分子中各原子发生相对位移，导致原子极化。 大小仅有电子极化的1/10 取向极化：极性分子，原来无规排列的分子沿电场方向规则排列，产生永久偶极 Polarized Phenomena 极化现象 + ‐ + ‐ + ‐ + ‐ + ‐ + ‐ + l + ‐ + ‐ + l + + + + + + _ _ _ _ _ _ l + l + l + l + l + l + l + l + E 电场强度 E 极化率 偶 极 矩 Deybe 10.1.3 Dielectric Properties 介电性能 高聚物的极性，通常用链节的偶极矩 来表示 根据链节的偶极矩，可将高聚物分为4类 非极性高聚物： = 0D， 如聚乙烯、聚四氟乙烯、聚丁二烯 弱极性高聚物： = 0~0.5D， 如聚苯乙烯、聚异丁烯、聚异戊二烯 极性高聚物： = 0.5~0.7D，如聚氯乙烯、聚酰胺、聚甲基丙烯酸甲酯 强极性高聚物： > 0.7D， 如聚酯、聚乙烯醇、聚丙烯腈、酚醛树脂 10 排 _ _ _ _ + l + l + l + l + l + l + 矩 来表示 分为4类 如聚乙烯、聚四氟 D， 如聚苯乙烯、聚 7D，如聚氯乙烯 如聚酯、聚 Dielectric Constant 介电常数 0 / C QU o 0 C QQU ( )/ 在真空中的两块电极板上施加电压U，两个电极板上产生电荷Q0， 则真空电容器的电容为 若两电极板间充满电介质，电介质在电场作用下极化，将在两电 极板上产生感应电荷Q’，使电极板上电荷增大为Q0+Q’。电容为 介电常数，定义为充满电介质时电容/真空电容 0 C C/ 是描述介质在电场中极化程度的物 理量，反映介质储存电能的能力 分子的极性 越大，介电 常数也越大 高分子 高分子 高分子 聚四氟乙烯 2.0 聚碳酸酯 2.97~3.17 环氧树脂 3.5~5.0 聚丙烯 2.2 乙基纤维素 3.0~4.2 聚甲醛 3.7 聚三氟氯乙烯 2.24 聚酯 3.0~4.36 尼龙6, 66 3.8~4.0 聚乙烯 2.25~2.35 聚砜 3.14 聚偏氯乙烯 4.5~6.0 聚苯乙烯 2.45~3.10 聚氯乙烯 3.2~3.6 酚醛树脂 5.0~6.5 聚苯醚 2.58 PMMA 3.3~3.9 硝酸纤维素 7.0~7.5 硅树脂 2.75~4.20 聚酰亚胺 3.4 聚偏氟乙烯 8.4 一些高聚物的介电常数(60Hz，ASTM150) 10.1.3 Dielectric Properties 介电性能 11 电 高分子 2.97~3.17 环氧树脂 素 3.0~4.2 聚甲 酯 3.0~4.36 尼 聚砜 3.14 聚氯乙烯 3.2~3 PMMA 3 聚酰亚胺 M150) Dielectric Loss 介电损耗 对非极性聚合物，电导损耗可能是主要的 对 极性聚合物，介电损耗主要为极化损耗 电介质在交变电场中因消 耗部分电能而发热的现象 2个原因 电导损耗：外电场作用下，含载流子的电介质产生电导电流，消耗掉部分电能而发热 原因：克服电阻而消耗电能 松弛(极化)损耗：电场作用下，极化(特别是取向极化)过程，无规排列的分子(偶极子)转动而消耗 部分电能，以克服介质的内粘滞阻力，转化为热能 这部分损耗有时很大 原因：介质具有内粘滞作用，偶极子转向将克服摩擦阻力而损耗能量 10.1.3 Dielectric Properties 介电性能 12 损耗可能是主要 介电损耗主要为极 过程，无规 克服摩擦阻力而损耗 13 制造电容器要求介电损耗尽可 能小、而介电常数尽可能大和 介电强度很高的介电材料 电容器 Instrument insulant 仪表绝缘要求电阻率和介电强度 高而介电损耗很低的绝缘材料 10.1.3 Dielectric Properties 介电性能 介电常 度很高的介 阻率和介电强度 很低的绝缘材 固体高聚物介电损耗随温度(恒频)、或频率(恒温)而变化的图谱，称介电松弛谱。前者为温度谱， 后者为频率谱 介电松弛谱，广泛用于研究高聚物分子结构与分子运动 Dielectric Relaxation Spectrum 介电松弛谱 T tan Dielectric relaxation spectrum of a polymer 电场变化速度与微观运动单元的本征极化速度相当时，才出现介电损耗峰 10.1.3 Dielectric Properties 介电性能 高聚物一般具有一个以上介电损耗极大值，对应 不同尺寸运动单元的偶极子在电场中的松弛损耗 非晶态均相高聚物的介电松弛谱上，松弛总是 与链段运动相关；、等次级松弛则对应较小运 动单元的运动 14 tan 度相当 大值，对应 中的松弛损耗 弛谱上，松弛总是 次级松弛则对应较小运 10.1.4 Dielectric Breakdown 介电击穿 E U h b b 材料厚度 击穿电压 MV/m 介电强度 高压下，电极间的材料迅速释放大量电能而发生局部烧毁的现象 在强电场(106~108 V/m)中，材料电绝缘性能随电压升高而下降，产生局部导电，变成导体 高聚物的介电击穿有多种形式，如本征击穿、热击穿、放电击穿等 介电强度：高聚物材料最大能承受电场作用的能力 高聚物 Eb(MV/m) 高聚物 Eb(MV/m) 聚乙烯 18~28 聚乙烯薄膜 40~60 聚丙烯 20~26 聚丙烯薄膜 100~140 PMMA 18~22 聚苯乙烯薄膜 50~60 聚氯乙烯 14~20 聚酯薄膜 100~130 聚苯醚 16~20 聚酰亚胺薄膜 80~110 聚砜 17~22 芳香聚酰胺薄膜 70~90 酚醛树脂 12~16 环氧树脂 16~20 高聚物的介电强度工程数据 15 60 00~140 50~60 100~130 薄膜 80~110 聚酰胺薄膜 70~9 10.1.5 Electrostatic Phenomena 静电现象 聚 四 氟 乙 烯 聚 丙 烯 聚 乙 烯 聚 苯 乙 烯 聚 苯 醚 聚 偏 二 氯 乙 烯 聚 氯 醚 聚 碳 酸 酯 聚 氯 乙 烯 聚 丙 烯 腈 聚 对 苯 二 甲 酸 乙 二 醇 酯 聚 甲 基 丙 烯 酸 甲 酯 乙 酸 纤 维 素 纤 维 素 ( 棉) 皮 肤 粘 胶 纤 维 蚕 丝 羊 毛 尼 龙 聚合物相互摩擦时，介电常数大的带正电 介电常数小的带负电 ⊖ 任何两个固体，只要其内部结构中 分布不同，接触(或摩擦)时就会在固‐固表面 发生电荷再分配，分离后每一固体都带有过量的正(或负)电荷 分 乙 烯 烯 烯 二 腈 烯 甲 酸 乙 丙 烯 酸 甲 酯 维 素 ( 棉) 维 16 聚 苯 醚 聚 偏 二 氯 聚 氯 醚 聚 碳 酸 酯 乙 烯 二 醇 酯 酯 合物相互摩擦时，介 氯 乙 烯 烯 酯 乙 二
10.15 Electrostatic Phenomena静电现象 10.15 Electrostatic Phenomena静电现象 ena消除静电的方法 子行拾经活商生特量故电更为深见 通过空气消除一要传薄空气中带相反行号钓而电拉子中和 -一" 电荷出，电子克臣子核的引从物质表面选出所需的最小能量 棒内清游一器斋级等子 0.15 Electrostatic Phenomena静电现象 Xerography静电复印 18,32-是® 10.2 Optical Properties of Polymers 高分子的光学性能 hester F.Car eon 10.2,1 Absorption,Scattering,Transmission光的吸收、散射和透射 10.2.2 Absorption吸收 路品桑 跳毕-w ·可见先装长范因内，多现无走到高聚物无特味的吸收，限收系级一限小，盖本是透用的 ·室，防粒 ·5 10.24 Refraction&Reflection光的折射和反 在入射光的共他方向上，也能视察到散射光 。一束光清过介两时。雕一基分满过外，正有一那分坡介质所松谢 的不a., ”意鞋市流的数射光通直服大于鞋射角、富洁求立与孩分于恰分于量。分子尺寸及分子形 利用高分子溶洁的光散射。可定高分子的分于量。分子尺寸、分子植影态 ·微蛛，有中 厦牌R-4山8
接触起电，与电荷逸出功有关 两种物质接触时，电荷将从逸出功低的物质向逸出功高的物质转移，使逸出功高的物质带负 电，逸出功低的物质带正电 电荷逸出功，指电子克服原子核的吸引从物质表面逸出所需的最小能量 聚 合 物 逸出功/ eV 聚 合 物 逸出功/ eV 聚四氟乙烯 5.75 聚乙烯 4.90 聚三氟氯乙烯 5.30 聚碳酸酯 4.80 氯化聚乙烯 5.14 PMMA 4.68 聚氯乙烯 5.13 聚乙酸乙烯酯 4.38 氯化聚醚 5.11 聚异丁烯 4.30 聚砜 4.95 尼龙‐66 4.30 聚苯乙烯 4.90 聚氧化乙烯 3.95 几种聚合物材料的电荷逸出功 10.1.5 Electrostatic Phenomena 静电现象 功 指电子克服原子 17 逸出功/ 烯 4.90 碳酸酯 4 8 PMMA 聚乙酸乙烯酯 .11 聚异丁烯 4.95 尼龙‐66 4.90 聚氧 功 Elimination of Electrostatic Phenomena 消除静电的方法 消 除 绝 缘 体 表 面 静 电 通过空气消除 表面 消除 体内 消除 10.1.5 Electrostatic Phenomena 静电现象 一般高聚物的电绝缘性能很好，一旦带有静电则消除很慢，故静电现象更为常见 可合理利用静电作用。如静电复印、静电喷涂、静电植绒 在高聚物表面涂抗静电剂，提高表面导电性， 使电荷迅速释放，避免静电积聚 抗静电剂是一些阳离子或非离子型活性剂 主要依靠空气中带相反符号的带电粒子中和 添加炭黑、碳纤维、金属细纷等导电粒子， 增加材料的导电性 18 除 内 消除 在高聚物表面涂 使电荷迅速释 抗静电剂是 依靠空气中带相反符 添 19 Chester F. Carlson The first xerographic image 1959, Xerox941 Xerography 静电复印 10.1.5 Electrostatic Phenomena 静电现象 graphic image 10.2 Optical Properties of Polymers 高分子的光学性能 20 高聚物 缩写 折光指数 透光率，% 色散系数 聚甲基丙烯酸甲酯 PMMA 1.490 92 57.5 聚苯乙烯 PS 1.590 88~92 30.8 聚碳酸酯 PC 1.586 80~90 29.9 苯乙烯‐丙烯酸酯共聚物 NAS 1.533 80~88 42.4 聚4‐甲基戊烯‐1 TPX 1.465 90 56.2 烯丙基二甘醇聚碳酸酯 CR‐39 1.504 92 57.8 一些主要光学塑料的性能 10.2.1 Absorption, Scattering, Transmission 光的吸收、散射和透射 材料的透明性，取决于反射、吸收、散射三者间的关系 相对于反射，若吸收、散射可忽略不计，则材料是透明的 若吸收或散射高， 则材料几乎不透明 21 折光指数 透光 MMA 1.490 PS 1.590 PC 1 5 聚物 NAS TPX 聚碳酸酯 CR 料的性能 透明 10.2.2 Absorption 吸收 I I d 0 exp( ) 样品厚度 d ) 吸收系数 透光率 可见光波长范围内，多数无定形高聚物无特殊的吸收，吸收系数 很小，基本是透明的 红外光谱区，所有高聚物均有一定的吸收 红外吸收来自原子、基团的振动 不同高聚物具有不同的红外吸收。红外光谱是分析、鉴别高聚物的重要方法之一 除具有波长选择性外，高聚物对光的吸收还有方向选择性 两个方向上的吸收系数之差称为二向色性 红外二向色性可用于测定高聚物的取向度 22 的吸收，吸收系数 收 收。红外光谱是分析 物对光的吸收还有方向 数之差称为二向色性 于测定高聚物的取向 10.2.3 Scattering 散射 一束光通过介质时，除一部分透过外，还有一部分被介质所散射 材料透明度的损失，除光的吸收和反射外，主要起因于材料内部对光的散射 散射，由材料内部结构不均匀性(裂纹、杂质、填料、结晶、共混)所引起 用于研究高分子的聚集态结构，尤其是球晶的尺寸和形态 高分子溶液的散射光强度取决于散射角、溶液浓度，与高分子的分子量、分子尺寸及分子形 态有关 利用高分子溶液的光散射，可测定高分子的分子量、分子尺寸、分子链形态 在入射光的其他方向上，也能观察到散射光 23 于材料内 填料、结晶、 的尺寸和形态 溶液浓度，与高分子的 定高分子的分子量、分 10.2.4 Refraction & Reflection 光的折射和反射 R n n ( ) 1 1 2 反射率 2 R8 % n = 1.5 折射 高聚物的折射率一般约为1.5 取决于分子的电子结构因辐射的光频电场作用所发生的形变程度 各向同性材料具有光学各向同性，只有一个折射率 结晶、取向及其他各向异性材料，折射率沿不同的主轴方向有不同的数值。该现象称双折射。 双折射是研究高聚物形变微观机理的有效方法之一 反射 射在 物体上的光，除被折射外，还有一部分被反射 光垂直入射时， 在 物 24 R n n ( 1) 1 2 2 n = 1 主轴方向有不 之一 有一部分被反射
10.2.5 Total Reflection全反射 10.26N inear Optics非线性光学 性光学：在强解下，介质 。由光中结满表的北线材空效壶 P=xE+之2EB+xEEE+ 入生 志双电化 紫蓝桂特赞 号纤工作原 芯：高适明的高分于村料，如案河塔配型 线性光学高分子约应用 制：小于芯材的材料，如聚辉 星合物 10.3.1 Characteristic Temperatures特性温度 10.3 Thermal Properties of Polymers ‘盛 高分子的热性能 on Temp. n Temp. 10.3.2 Heat resistance耐热性 10.32 Heat resistance耐热性 性能一范 强度1050MP,形温里<100 ir2-a0 ,三大类材金厘材料无机非金材料高分子材)中，高分子材 使限厦不硫0 ◆大多数形离服合物提有翠：费南、酒翠原于 10.3.2 Heat resistance 10.3.2 Heat resistance 热变形温度<200℃ 性塑料性能一览表 33-54
10.2.5 Total Reflection 全反射 2 1 sin / c n n 光导纤维工作原理 光线 鞘材：n 小于芯材的材料，如聚氟代烯烃 芯材：高透明的高分子材料，如聚丙烯酸酯 光从光密介质(折光指数n1)进入光疏介质(折光指数n2)时 折射角 > 入射角 折射角随入射角增加而增加 入射角增至临界值( )，折射角达90，折射光消失 入射角继续增加，光线将全部折回，发生全反射 25 光密介质 光疏介质 光线 鞘材 芯材：高透 达90，折射光 10.2.6 Non‐linear Optics 非线性光学 P (1) E ( 2 ) E E (3) E E E " 宏观电极化 E E 三阶非线 性极化率 二阶非线 性极化率 E 线性极 化率 E E 入射光 电场 非线性光学高分子的应用 聚合物 可能的应用 (2)聚合物 通讯 调节器，多路驱动器，中继器 光信号处理 神经网络，空间光调制器 (3)聚合物 数字式光计算 光开关，光双稳态 全光过程 并行信号处理，串行信号处理 由光电场诱发的非线性光学效应 非线性光学：在强辐照下，介质的光学参量随辐照强度而变化 线性光学：介质光学参量(如折光指数、吸收系数等)与辐照强度无关 26 E E 三阶非线 性极化率 入 线性光学高分子的应 可能 通讯 调 光信号处理 物 数字式光计算 全光过程 10.3 Thermal Properties of Polymers 高分子的热性能 27 10.3.1 Characteristic Temperatures 特性温度 熔融温度Tm Melting Temp. 晶体在平衡条件下完全熔融的温度 玻璃化温度Tg Glass Transition Temp. 链段开始作短距离移动时的温度 粘流温度Tf Flow Temp. 非晶态聚合物高弹态和粘流态间的转变温度 软化温度Ts (维卡、马丁耐热温度) Soft Temp. 指定条件下，试样达到一定形变值时的温度 脆化温度Tb Brittle Temp. 从韧性断裂转变为脆性断裂的温度 热分解温度Td Heat‐decomposition Temp. 开始发生热分解的温度 受热过程中，高聚物会产生两类变化 物理变化：如软化、熔融等，是高聚物受热后产生形变的主要原因 化学变化：如交联、降解、氧化等，是高聚物受热后性能劣化的主要原因 特性温度 28 晶体在平衡条件 p. 链段开始作 非晶态 指定 Temp. at‐decomposition Tem 能劣化 10.3.2 Heat resistance 耐热性 从应用角度讲，三大类材料(金属材料、无机非金属材料、高分子材料)中，高分子材料 的耐热性最差 通用塑料，最高使用温度仅100C左右 一些耐高温塑料，长期使用温度不超过300 C 从高分子结构考虑，提高Tg、Tm的因素，如增加链刚性、引入极性基团、交联等，有 利于提高耐热性 大多数耐高温聚合物， 上含有醚键、酰胺键、酰亚胺键等， 或 上带有羟基、氨基、硝基、腈基或氟原子 上 或 上 29 C 增加链刚性、引入 键、酰胺键、酰亚胺 羟基、氨基、硝基 性能 LDPE LLDPE HDPE PMMA PP PS HIPS ABS PVC(硬) PVC(软) 熔融温度(结晶), C 98~115 122~124 130~137 160~175 熔融温度(无定型), C -25 90~105 -20 74~105 93~105 88~120 75~105 75~105 挤塑加工温度, C 149~232 177~260 177~260 182~264 191~288 177~260 177~260 176~260 其它加工温度, C I:121~232 I:232~316 I:177~274 I:163~260 I:177~260 I:177~260 I:149~210 I:160~196 模塑压力, Mpa 34~103 34~103 83~103 34~137 69~138 34~138 69~138 69~275 55~172 压缩比 1.8~3.6 3 2 1.6~3.0 2.0~2.4 3 4 2.5~2.7 2.0~2.3 2.0~2.3 收缩率, cm/cm 0.015~0.050 0.020~0.022 0.015~0.040 0.001~0.004 0.010~0.025 0.004~0.007 0.004~0.007 0.004~0.007 0.002~0.006 0.010~0.050 拉伸断裂强度, Mpa 8~32 13~28 22~31 48~76 31~41 36~52 13~43 17~55 38~89 10~24 断裂伸长率, % 100~650 100~965 10~1200 2~10 100~600 1.2~2.5 20~65 20~100 40~80 200~450 拉伸屈服强度, Mpa 9~14 9~18 17~25 31~37 14~41 30~44 40~45 压缩强度, Mpa 72~124 38~55 83~89 36~69 55~89 6~12 弯曲强度, Mpa 74~131 41~55 69~103 23~69 27~96 69~110 拉伸模量, Mpa 172~283 262~517 1081~1097 2241~3241 1172~1585 2275~3309 1103~2551 896~2895 2413~4136 压缩模量, Mpa 2551~3176 1034~2068 3309~3378 1034~2689 弯曲模量, Mpa 241~331 531 1032~1621 2241~3176 1172~1723 2620~3378 1103~2689 896~3034 2068~3447 悬臂梁冲击强度(有缺口),J/m 不断裂 不断裂 22~212 16~32 21~75 19~24 51~374 80~640 21~1174 硬度 SD44~50 SD55~56 SD66~73 M75 R80~120 M60~75 R50~82 R75~115 SD65~85 SA50~100 线膨胀系数, *10-6cm/cm*C 100~220 59~110 50~90 81~100 50~83 44.2 60~130 50~100 70~250 热变形温度(1.82MPa), C 74~99 48~60 76~94 77~121 77~104 60~77 热变形温度(0.46MPa), C 40~44 79~91 79~107 107~121 68~96 74~93 77~113 52~82 热导率, W/m*K 0.026 0.035~0.038 0.01~0.02 0.0089 0.009 相对密度 0.917~0.932 0.918~0.940 0.942~0.945 1.17~1.20 0.900~0.910 1.04~1.05 1.03~1.06 1.02~1.08 1.30~1.58 1.16~1.35 吸水性, %24h 〈0.01 〈0.01 0.1~0.4 0.01~0.03 0.01~0.03 0.05~0.07 0.20~0.45 0.04~0.4 0.15~0.75 介电强度, kV/mm 18~40 18~20 16~20 24 20~23 14~20 14~20 12~16 薄膜 薄膜 薄膜 有机玻璃 薄膜 装饰材料 仪器外壳 机械零件 建材 电线绝缘 主要用途 电线绝缘 管材 容器 装饰材料 容器 玩具 容器 仪器外壳 容器 薄膜 管材 机械零件 泡沫塑料 冰箱内胆 容器 包装 人造革 通用塑料性能一览表 10.3.2 Heat resistance 耐热性 强度10~50MPa、热变形温度204 热变形温度(0.46MPa), C 138 热导率, W/m*K 0.01 0.02~0.03 0.013~0.026 0.018~0.038 0.011~0.024 0.038~0.08 相对密度 1.11~1.40 1.75 1.47~1.52 1.37~1.46 1.41~1.9 0.97~2.5 1.47~1.52 1.6~2.3 1.04~1.46 1.35~2.30 吸水性, %24h 0.08~0.15 0.01~0.02 0.1~0.8 0.3~1.2 0.45~1.25 0.1 0.4~0.8 0.05~0.5 0.15~0.6 0.01~1.0 介电强度, kV/mm 12~20 11~16 10~16 19~21 20~23 12~16 14~18 17~20 14~20 主要用途 电气绝缘 化工设备 生活用品 电气绝缘 机械零件 电气绝缘 层压板 电气绝缘 纽扣 玻璃钢 玻璃钢 层压板 热固性塑料性能一览表 10.3.2 Heat resistance 耐热性 热变形温度< 200 C 32 38 0.02~0.03 0.013~0.026 0.01 1.47~1.52 1.37~1.46 .02 0.1~0.8 0.3~1.2 11~16 10~ 生活用品 电 9 149~188 2897 2895~20684 32 35~800 100~115 M100~120 SA1 30~45 15~50 6~32405 6894~ 1 4 34~ 700 300~302 138
10.3.3 Heat Conductivity导热性 方能够实际应用的层 高温的高分子材闻 性数特证 PAI/PI PEEK 表征材料导热性的参数：热扩散系数 热导率、定压比热容间相互关系为 ■优良的耐温性地 PPSU PTFE ■优异的机械性能 PES PEI LCP ■优异的介电性能和电性能 PPS PPA待神工程理 ■化学定性 PSU PA 性能优异 热扩散系数 TPE Cr'P ■无毒性及环境友好 200℃ 性能 PC 定五比热客 密度 P白 工程型料 ABS PMMA PE-UHM1O0℃ ■热导率越大，热传导越快：定压比热容越小，升高温度所需热量也越小 PP ■热导率大、定压比热容小的材料，热扩散系数大，这样材料的加热就快 PVC PE-HD 通用塑料 PE-LD ■高分子材科的热导率很小，是优良的绝热保温材料 非结品性 半结品性 10.3.4 Thermal Expansion热膨 与金属相比，高分子材料的热豳胀系数较大。对其使用和加工往往带来不良影响 导 10cm'/s 10+w/mxK) 1 10cm/om'X" 乙 硬氯乙 乙蝇 甲商 后酸纤素 白新睡 款韩腿 36
33 10.3.3 Heat Conductivity 导热性 表征材料导热性的参数：热扩散系数、热导率、定压比热容间相互关系为 C p 热导率越大，热传导越快；定压比热容越小，升高温度所需热量也越小 热导率大、定压比热容小的材料，热扩散系数大，这样材料的加热就快 高分子材料的热导率很小，是优良的绝热保温材料 密度 p 定压比热容 热导率 热扩散系数 34 压比热容越小，升高 材料，热扩散系数大 小，是优良的绝热保 密度 10.3.4 Thermal Expansion 热膨胀 与金属相比，高分子材料的热膨胀系数较大。对其使用和加工往往带来不良影响 材料 热扩散系数 热导率 比热容 热膨胀系数 10‐4 cm2 /s 10‐3 W/(m×K) J/g×K 10‐6cm/cm3 ×C 聚苯乙烯 10 12.6 13.3 50~83 ABS 11 20.9 15.9 60~130 硬聚氯乙烯 15 20.9 10 50~100 软聚氯乙烯 6.0~8.5 12.6~16.7 12.5~20.5 70~250 低密度聚乙烯 16 33.5 23 100~220 高密度聚乙烯 18.5 48.1 23 59~110 聚丙烯 8 13.8 19.3 81~100 聚酰胺 12 23 16.4 80 聚碳酸酯 13 19.3 12.6 68 聚甲醛 11 23 14.7 61~113 聚砜 16 26 12.6 56 聚甲基丙烯酸甲酯 29.3 14.7 50~90 聚三氟氯乙烯 20.9 9.21 36~70 聚四氟乙烯 25.1 11.7 99 醋酸纤维素 12 25.1 16.7 80~180 酚醛塑料(木粉填充) 11 23 14.7 30~45 酚醛塑料(矿物填充) 22 50.2 12.6 30~40 脲醛塑料 14 35.6 16.7 22~36 密胺塑料 8 18.8 16.7 40~45 铜 1200 418680 3.8 17.6 钢 950 4605 4.6 13.3 玻璃 37 83.7 8.4 4.8 材料 热扩散系数 热导率 比热容 热膨胀系数 35 2 19.3 16.4 12.6 3 14.7 26 12.6 29.3 14 20.9 25.1 25.1 23 2 50.2 14 35 8 1200 950 37