什么是介电常数?
塑料、介电材料或绝缘材料的介电常数(Dk)可以定义为放置在两块金属板之间的绝缘材料中所储存的电荷与用真空或空气替换绝缘材料时所储存的电荷之比。它也被称为
电介电常数或
简单的介电常数．
有时被称为
相对介电常数，因为它是相对地从自由空间的介电常数(ε
0）.
介电常数表征了塑料储存电能的能力。介电介质的典型ε值为:
| 材料 |
介电常数(ε) |
| 真空 |
1.000 |
| 干燥的空气 |
1.0059 |
| 泡沫聚乙烯 |
1．6 |
| 氟聚合物 |
2．0 |
| 聚丙烯 |
2.1 |
| 丁基橡胶 |
2．3 |
| SBR |
2.9 |
| 硅橡胶 |
3.2 |
| Plexiglass |
3.4 |
| 聚氯乙烯 |
4.0 |
| 玻璃 |
3.8 - -14.5 |
| 蒸馏水 |
~ 80 |
介电常数为2意味着绝缘体吸收的电荷是真空的两倍多。
应用程序包括:
- 用于生产无线电和其他电气设备的电容器的材料。通常被电路设计师用来比较不同的印刷电路板(PCB)材料。
- 材料的开发能量储存应用程序。
例如，聚合物基介电复合材料的应用范围从
电子封装，嵌入式电容器，以储能。这些复合材料具有较低的工艺温度和较高的介电常数，低介电损耗，高
绝缘强度．
查看更多关于介电常数的信息:
几种塑料的介电常数值
如何计算塑料的介电常数
»极性和非极性聚合物的介电常数
»影响介电常数的因素
如何计算介电常数?
换句话说，介电常数也可以定义为两个金属板之间有绝缘体时产生的电容与同一金属板之间有空气或真空时产生的电容之比。
在应用时，需要有较高介电常数的绝缘材料
e应用程序需要高电容的地方。
如果一种材料要用于严格的绝缘目的，它最好有一个较低的介电常数。
的
介电常数公式是:
地点:
- C =使用该材料作为介电电容的电容
- C0=用真空作电介质的电容
- ε0=空闲空间的介电常数(8.85 × 10-12年F/m，即法拉每米)
- A =平板面积/样品横截面面积
- T =样品的厚度
介电常数单位这种电性是一种无量纲测量。
最常用的计算塑料介电常数的标准试验是ASTM D2520, ASTM D150或IEC 60250
(当然还有其他几种方法，但不在这里讨论)。
该方法包括:
样品放在两块金属板之间，测量电容。在两个电极之间没有样品的情况下进行第二次测量。这两个值的比值就是介电常数。
- 测试可以在不同的频率下进行，通常在10Hz和2MHz之间
- 样品必须是平的，并且大于用于测量的50mm(2英寸)圆形电极。
极性塑料Vs非极性塑料
聚合物的介电性能在很大程度上取决于其结构。结构决定了聚合物是极性的还是非极性的，这反过来又决定了聚合物的电学性质。
- 在极性聚合物(PMMA, PVC，尼龙，PC等)，偶极子是由于电子分布不平衡而产生的。这些偶极子在电场的存在下趋向于排成一列。因此，这就产生了材料的偶极极化，使得这些材料作为绝缘体只有中等程度的好。
- 而非极性聚合物(聚四氟乙烯，PP, PE, PS)分子对称，是真正的共价。它们中没有极偶极子，因此电场的存在不会使偶极子对齐。然而，由于电子在电场方向上的运动，会发生轻微的电子极化，这实际上是瞬时的。这些聚合物具有高电阻率和低介电常数。
极地塑料有从大气中吸收水分的倾向。水分的存在会提高介电常数，降低电阻率。随着温度的升高，聚合物链的运动速度加快，偶极子的排列速度加快。这必然会提高极性塑料的介电常数值。
非极性塑料不受湿度和温度上升的影响。
影响介电常数的因素
- 频率-介电常数随频率的增加而急剧下降
- 湿度温度
- 电压
- 结构和形态(见极性塑料与非极性塑料)
- 塑料中存在其他材料
- 风化和恶化
几种塑料的介电常数值
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得了
|
e m
|
PA-PC
|
PE-PL
|
PM-PP
|
PS-X
| 聚合物的名字 |
最小值 |
最大的价值 |
| ABS -丙烯腈丁二烯苯乙烯 |
2.70 |
3.20 |
| ABS阻燃 |
2.80 |
3.00 |
| ABS高温 |
2.40 |
5.00 |
| ABS高影响 |
2.40 |
5.00 |
| ABS/PC共混-丙烯腈丁二烯苯乙烯/聚碳酸酯共混 |
2.90 |
3.20 |
| ABS/PC混合20%玻璃纤维 |
3.10 |
3.20 |
| 非晶TPI共混，超高高温，耐化学腐蚀(标准流量) |
3.50 |
3.50 |
| ASA -丙烯腈苯乙烯丙烯酸酯 |
3.30 |
3.80 |
| ASA/PC共混-丙烯腈-苯乙烯丙烯酸酯/聚碳酸酯共混 |
3.00 |
3.40 |
| ASA / PC阻燃 |
3.20 |
3.20 |
| CA -醋酸纤维素 |
3.00 |
8.00 |
| CAB -醋酸纤维素丁酸酯 |
3.00 |
7.00 |
| CP -本体酸纤维素 |
3.00 |
4.00 |
| 氯化聚氯乙烯 |
3.00 |
6.00 |
| ECTFE |
2.57 |
2.59 |
| 四氟乙烯 |
2.60 |
2.60 |
| EVA -乙烯乙烯醋酸酯 |
2.50 |
3.00 |
| EVOH -乙烯乙烯醇 |
4.80 |
5.60 |
| FEP -氟化乙烯丙烯 |
2.10 |
2.10 |
| 高密度聚乙烯 |
2.30 |
2.30 |
| HIPS -高冲击聚苯乙烯 |
2.40 |
4.80 |
| HIPS阻燃剂V0 |
2.00 |
3.00 |
| LCP -液晶聚合物 |
3.30 |
3.30 |
| 连结控制协定玻璃纤维增强 |
3.00 |
4.00 |
| 连结控制协定矿物填充 |
3.00 |
5.90 |
| 低密度聚乙烯 |
2.30 |
2.30 |
| 线性低密度聚乙烯 |
2.30 |
2.30 |
| MABS -透明丙烯腈丁二烯苯乙烯 |
2.80 |
3.00 |
| pa11 -(聚酰胺11)30%玻璃纤维增强 |
4.80 |
4.80 |
| 导电PA 11日 |
3.00 |
9.00 |
| PA 11、灵活 |
3.00 |
9.00 |
| 刚性PA 11日 |
3.00 |
9.00 |
| pa12(聚酰胺12)、导电 |
3.00 |
9.00 |
| PA 12,纤维增强 |
3.00 |
9.00 |
| PA 12、灵活 |
3.00 |
9.00 |
| pa12，玻璃填充 |
3.00 |
9.00 |
| PA 12,刚性 |
3.00 |
9.00 |
| pa46 -聚酰胺46 |
3.40 |
3.80 |
| pa46, 30%玻璃纤维 |
4.00 |
4.60 |
| pa6 -聚酰胺6 |
4.00 |
5.00 |
| pa6 -10 -聚酰胺6-10 |
3.00 |
4.00 |
| pa66 -聚酰胺6-6 |
4.00 |
5.00 |
| pa66, 30%玻璃纤维 |
3.50 |
5.60 |
| pa66, 30%矿物填充 |
4.00 |
5.00 |
| pa66，耐冲击改性，15-30%玻璃纤维 |
3.40 |
4.20 |
| pa66，影响修改 |
2.90 |
5.00 |
| PAI -聚酰胺-酰亚胺 |
3.90 |
7.30 |
| PAI, 30%玻璃纤维 |
4.20 |
6.50 |
| PAR - Polyarylate |
3.30 |
3.30 |
| PARA(聚芳酰胺)，30-60%玻璃纤维 |
3.90 |
4.50 |
| 聚对苯二甲酸丁二酯 |
2.90 |
4.00 |
| PBT, 30%玻璃纤维 |
3.00 |
4.00 |
| PC(聚碳酸酯)20-40%玻璃纤维 |
3.00 |
3.50 |
| PC(聚碳酸酯)20-40%玻璃纤维阻燃剂 |
3.00 |
3.80 |
| PC -聚碳酸酯，高温 |
2.80 |
3.80 |
| PC/PBT共混-聚碳酸酯/聚对苯二甲酸丁二酯共混 |
2.95 |
3.14 |
| PC/PBT混合，玻璃填充 |
3.30 |
3.90 |
| PCTFE——Polymonochlorotrifluoroethylene |
2.00 |
3.00 |
| PE(聚乙烯30%玻璃纤维 |
2.70 |
2.80 |
| PEEK - Polyetheretherketone |
3.20 |
3.20 |
| PEEK 30%碳纤维增强 |
3.20 |
3.40 |
| PEEK 30%玻璃纤维增强 |
3.30 |
4.20 |
| 裴——Polyetherimide |
3.10 |
3.20 |
| PEI, 30%玻璃纤维增强 |
3.00 |
4.00 |
| 裴,矿物填充 |
3.00 |
4.00 |
| PEKK (Polyetherketoneketone)，低结晶度级 |
3.30 |
3.30 |
| PESU——Polyethersulfone |
3.50 |
4.10 |
| PESU 10-30%玻璃纤维 |
4.20 |
4.30 |
| PET -聚对苯二甲酸乙二醇酯 |
3.00 |
4.00 |
| PET, 30%玻璃纤维增强 |
3.00 |
4.00 |
| PETG -聚对苯二甲酸乙二醇酯 |
3.00 |
4.00 |
| PFA——Perfluoroalkoxy |
2.10 |
2.10 |
| π-聚酰亚胺 |
3.10 |
3.55 |
| PMMA -有机玻璃/丙烯酸 |
2.00 |
5.00 |
| PMMA(丙烯酸)高温 |
3.20 |
4.00 |
| PMMA(丙烯酸)冲击改性 |
2.90 |
3.70 |
| PMP,不会 |
2.10 |
3.60 |
| PMP 30%玻璃纤维增强 |
2.40 |
2.40 |
| PMP矿物填充 |
2.30 |
2.30 |
| 聚甲醛(缩醛) |
3.30 |
4.70 |
| POM(缩醛)冲击修正 |
4.00 |
4.30 |
| POM(缩醛)低摩擦 |
3.00 |
4.00 |
| PP -聚丙烯10 - 20%玻璃纤维 |
2.60 |
2.60 |
| PP, 10-40%矿物填充 |
2.30 |
2.30 |
| PP, 10-40%滑石粉填充 |
2.30 |
2.30 |
| PP, 30-40%玻璃纤维增强 |
2.60 |
2.60 |
| PP(聚丙烯)共聚物 |
2.30 |
2.30 |
| PP(聚丙烯)均聚物 |
2.30 |
2.30 |
| 影响PP、改性 |
2.30 |
2.30 |
| PPA - Polyphthalamide |
4.30 |
4.30 |
| PPA, 30%矿物填充 |
4.00 |
4.20 |
| PPA, 33%玻璃纤维增强 |
4.40 |
4.60 |
| PPA, 33%玻璃纤维增强-高流量 |
3.70 |
3.90 |
| PPA, 45%玻璃纤维增强 |
4.40 |
4.60 |
| 聚苯醚 |
2.70 |
2.70 |
| PPE, 30%玻璃纤维增强 |
2.90 |
2.90 |
| PPE、阻燃 |
2.70 |
2.70 |
| 聚苯硫醚 |
3.00 |
3.30 |
| PPS, 20-30%玻璃纤维增强 |
3.30 |
3.80 |
| PPS, 40%玻璃纤维增强 |
4.00 |
4.00 |
| PPS，玻璃纤维和矿物填充 |
5.00 |
5.00 |
| PPSU -聚苯砜 |
3.40 |
3.50 |
| PS(聚苯乙烯)30%玻璃纤维 |
2.50 |
2.50 |
| PS(聚苯乙烯)晶体 |
2.40 |
2.70 |
| PS,高温 |
2.40 |
2.70 |
| 事业单位-聚砜 |
3.00 |
3.20 |
| PSU, 30%玻璃细强化 |
3.60 |
3.70 |
| 聚四氟乙烯-聚四氟乙烯 |
2.10 |
2.10 |
| 聚四氟乙烯，25%玻璃纤维增强 |
3.00 |
3.00 |
| PVC、增塑的 |
3.00 |
5.00 |
| PVC,增塑的 |
3.00 |
5.00 |
| PVC刚性 |
3.00 |
4.00 |
| 聚偏氯乙烯 |
3.00 |
6.00 |
| PVDF -聚偏氟乙烯 |
6.00 |
9.00 |
| SAN -苯乙烯丙烯腈 |
2.50 |
3.40 |
| SAN, 20%玻璃纤维增强 |
3.20 |
3.80 |
| 苯乙烯马来酸酐 |
2.80 |
2.80 |
| SMA, 20%玻璃纤维增强 |
3.30 |
3.30 |
| 甲基丙烯酸甲酯苯乙烯 |
3.20 |
3.20 |
| SRP -自增强聚苯乙烯 |
3.10 |
3.10 |
| 超高分子量聚乙烯 |
2.30 |
2.30 |