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塑料的介電常數(shù)測(cè)試結(jié)果講義
簡(jiǎn)單定義
介電常數(shù)，用于衡量絕緣體存儲(chǔ)電能的性能。
它是兩塊金屬板之間以絕緣材料為介質(zhì)時(shí)的電容量與同樣的兩塊板之間以空氣為介質(zhì)或真空時(shí)的電容量之比。
它與塑料作為電介質(zhì)制品時(shí)，在電場(chǎng)作用下可儲(chǔ)存電能大小、發(fā)熱量有關(guān)。
它代表了電介質(zhì)的極化程度，也就是對(duì)電荷的束縛能力，介電常數(shù)越大，對(duì)電荷的束縛能力越強(qiáng)。對(duì)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(qiáng)極性則更大。
分子對(duì)稱(chēng)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(chǎng)頻率
低頻率的頻率變化對(duì)介電常數(shù)影響不大，高頻率電場(chǎng)則影響較大，因?yàn)闃O化反應(yīng)需要一定的時(shí)間。
所以在高頻場(chǎng)合頻率增大時(shí)，極性材料極化速度來(lái)不及反應(yīng)使介電常數(shù)下降，頻率下降是介電常數(shù)變大。對(duì)于非極化材料，因分子鏈對(duì)稱(chēng)性好，所以介電常數(shù)對(duì)頻率變化不敏感。
（3）環(huán)境溫度
溫度升高時(shí)，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(gè)值時(shí)，會(huì)隨著溫度升高而下降。因此極性對(duì)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(diǎn)上都會(huì)發(fā)生介電常數(shù)變大現(xiàn)象。
（4）相對(duì)濕度
濕度增大時(shí)，介電常數(shù)變大，對(duì)極性材料影響更大。因?yàn)樗菢O性介質(zhì)，它擴(kuò)散到分子內(nèi)會(huì)增大極性，吸濕后塑料表面的水膜會(huì)增加表面電導(dǎo)，促進(jìn)材料極化反應(yīng)。頻率低時(shí)，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(zhuān)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(duì)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(duì)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(cè)材料介電常數(shù)大小，極性基團(tuán)多，介電常數(shù)高，極性基團(tuán)少介電常數(shù)小。下面是常見(jiàn)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(xué)性能、化學(xué)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(guān)，同時(shí)也跟增強(qiáng)/填充材料的介電常數(shù)有關(guān)。
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(shù)脂，例如PPO、PS、POK等作為基材或者作為合金成分；
2、增強(qiáng)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(chǎng)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(shè)計(jì)時(shí)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(rùn)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(guò)添加特殊成分或生產(chǎn)工藝改變材料的微觀拓?fù)浣Y(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(jí)的微孔可以顯著降低材料的介電常數(shù)。