Properties of polymers

8.3. Электрическая прочность полимеров
 
При определенном значении напряжения, подведенному к полимеру, 
последний теряет свои электроизоляционные свойства, в нем образуется 
проводящий электрический ток канал, т.е. наступает разрушение диэлек-
трика – его пробой. При этом выделяется большое количество энергии, по-
лимер в области пробоя разогревается настолько, что он расплавляется или 
загорается. 
Физический смысл прочности Е
пр
заключается в сопротивлении ди-
электрика и разрушении его в электрическом поле. Механизм разрушения 
полимеров в электрическом поле (механизм пробоя) различен для разных 
полимеров. Различают следующие виды пробоя: 

электронный, тепловой, 

пробой вследствие газовых разрядов, 

электрохимический и др. 
Величина Е
пр
связана с напряжением пробоя следующей зависимостью: 
пр
U
Е
h

, 
где U – напряжение пробоя, НВ; h – толщина полимера. 
На рис. 31 представлена зависимость электрической прочности Е
пр
от 
температуры Т. 
Рис. 31. Зависимость Е
пр
 от температуры Т: 
1 – полиметилметакрилат; 2 – поливиниловый спирт; 3 – полистирол;
4 – полиизобутилен; 5 – кремнийорганический каучук; 6 – полиэтилен 
 
Следует иметь в виду, что введение наполнителей, пластификаторов и 
др. добавок в полимеры приводит к существенному уменьшению электри-
ческой прочности. Ниже приведены значения кратковременной электриче-

---

75 
ской прочности (МВ/м) ряда полимеров при 298 К в переменном поле ча-
стотой 50 Гц. 
Е
пр
Полиэтилен 
28 ÷ 40
Полипропилен 
150 
Полистирол 
20 ÷ 25
ПВХ 
45 ÷ 55
Таким образом, диэлектрические потери зависят от структуры поли-
мера, а эффективность теплоотвода определяется теплопроводностью по-
лимеров и толщиной образца. Чем больше диэлектрические потери, хуже 
теплопроводность и больше толщина образца, тем при более низких зна-
чениях напряженности электрического поля произойдет пробой, тем ниже 
электрическая прочность. С повышением температуры электрическая 
прочность полимеров в переменном электрическом поле снижается.