①交變電場中,分子中的偶極子不斷來回翻轉,產生介電損耗
介電損耗是指受到外加電場的影響,介質出現的能量消耗,一般主要表現為由電能轉換為熱能的一種現象。材料介電損耗越大,材料在交變電場(如交流電或電磁波)作用下更容易發熱,這會使材料的絕緣性能降低。因為熱量可能會導致材料內部的分子結構發生變化,如分子鏈的運動加劇、分子間的作用力減弱等,從而使材料的絕緣電阻降低,更容易發生漏電現象。在交變電場中(如交流電或電磁波)中材料介電損耗越大,材料內部的局部過熱現象可能會更加嚴重。當局部溫度過高時,材料的絕緣性能會急劇下降,甚至可能導致材料發生擊穿。
介電損耗與介電常數有什么關系呢?
高分子材料的介電損耗通常隨著其介電常數的增大而增大(正相關趨勢)。介電常數又叫介電系數或電容率,它是表示絕緣能力特性的一個系數。變電場中(如交流電或電磁波)中介電常數越大,介電損耗越大、儲能能力越強、內部電場越弱、電磁波速越慢、信號延遲增加。
②局部缺陷或雜質處,可能出現電子隧穿或熱激發,形成極小漏電流。
高分子材料漏電流是指在外加電場作用下,材料內部或表面發生微弱導電(非理想絕緣),由離子遷移、電子隧穿或雜質載流子形成定向電荷流動的現象。漏電流越大,表明高分子材料的絕緣性能越差。
③過強的電壓,就會發生介電擊穿。
高分子材料的介電擊穿是指材料在強電場作用下,絕緣性能徹底喪失并形成永久性導電通道的物理過程。高分子材料的擊穿電壓越大,表明其絕緣耐受極限越高,在強電場下抵抗永久性失效的能力越強。

各類高分子材料(不改性的情況下)絕緣性、介電性、導電性各不相同,那它們是如何分類的呢
— 絕緣高分子材料 —
代表材料
PTFE、PE、PP、PI、PEEK、PPS
結構特性解釋
這類材料的分子鏈高度非極性或剛性強、極化困難,電子很難移動,能有效阻止電流通過。
PTFE:含氟結構使電子云緊密包裹碳骨架,極難極化,介電常數極低。
PE、PP:碳氫鏈結構非極性,鏈間無自由電子。
PI、PEEK、PPS:雖然有一定極性,但鏈段剛性高、結晶性強,表現出優異的絕緣性能和高溫穩定性。
典型應用
高壓電纜包覆層
絕緣墊片、插座殼體
電容器封裝、IC模塑封裝材料
高溫絕緣部件(如PI、PEEK用于半導體設備)
—高介電高分子材料 —
代表材料
PVDF、Nylon(PA)、PI
結構特性解釋
這類材料通常含有強偶極結構單元(如–C–F、–C=O、–NH–),在外加電場下容易極化,表現出較高的介電常數。
PVDF:氟原子誘導出強偶極,鏈段有序排列后還具備鐵電性,可實現壓電、電致伸縮行為。
Nylon:極性酰胺基團使其易極化,在低頻下介電性能優異。
PI:在保持高溫穩定性同時也具中等介電響應,適合多功能元件。
典型應用
高介電膜電容器介質
壓電傳感器、MEMS器件
柔性驅動器、電致伸縮致動膜
—導電高分子(或復合材料)—
代表材料
PANI(聚苯胺)、PPy(聚吡咯)、PEDOT:PSS
碳黑/碳納米管/銀納米線填充復合物
結構特性解釋
本征導電高分子如PANI、PEDOT具有共軛π電子結構,可在摻雜狀態下形成載流體,實現電子在鏈間遷移。
復合導電材料通過導電填料在高分子基體中形成滲流通道,實現電流通路。
典型應用
EMI電磁干擾屏蔽材料
柔性電子電極、觸控器件
可穿戴導電布料、電化學器件