Polypropeeni: Kondensaattorien ydin dielektrinen materiaali ja sen kehityspolku

Polypropeeni (PP) on ollut ydin dielektrinen materiaali kondensaattori S 1980 -luvulta lähtien korvaamalla kondensaattoripaperi sen suuren hajoamisvoiman, alhaisen dielektrisen menetyksen ja prosessointiominaisuuksien vuoksi. Kun tiheys on vain 0,89-0,91 g/cm³, se on yksi kevyimmistä yleiskäyttöisistä muoveista.

Polypropeenin ominaisuudet liittyvät läheisesti sen molekyyliketjujen stereokonfigurointiin. Isotaktisessa polypropeenissa (IPP) kaikki metyyliryhmät ovat molekyyliketjun samalla puolella, muodostaen erittäin säännöllisen kierteisen rakenteen, jonka kiteisyys on 50-70%, mikä johtaa suureen vetolujuuteen (35-40MPA) ja korkeaan sulatuspisteeseen (160-170 ° C). Syndiotaktisessa PP: ssä (SPP) metyyliryhmät vuorottelevat sivut, jotka myöntävät korkean läpinäkyvyyden ja iskunkestävyyden. Ataktinen PP (APP) on satunnaisesti jakautuneet metyyliryhmät, se on amorfinen, ja sitä käytetään usein liimissä ja asfalttimuotossa. IPP: n isotaktiikka määrittää suoraan sen kiteisyyden, mikä puolestaan ​​vaikuttaa sen mekaanisiin ominaisuuksiin: Jokaisen 10%: n kiteisyyden lisääntymisen vuoksi vetolujuus kasvaa 15-20MPA: lla.

Dielektrisenä polypropeenina toimii poikkeuksellisen hyvin: sen dielektrinen vakio on stabiili 2,2-2,36 (1kHz), sen häviämiskerroin on alle 0,0002, sen tilavuusresistenssi ylittää 10^16 ω · cm, ja se kestää korkeita kenttiä jopa 600 V/μm. Se tarjoaa lämpöstabiilisuuden laajalla jatkuvalla käyttölämpötila-alueella (-50 ° C-120 ° C). Lisäksi PP: hen perustuva metallistetulla elokuvalla on itseparannusominaisuuksia; Hajoamisen jälkeen se haihduttaa elektrodin eristyksen palauttamiseksi, joka kestää yli 100 erittelyä neliömetriä kohti alle 0,5% kapasitanssihäviöllä.

Kondensaattorien energian varastointitiheyden lisäämiseksi nykyiset teknologiset reitit keskittyvät ensisijaisesti materiaalien innovaatioihin: ensinnäkin puhtaan PP: n aggregoituneen rakenteen optimointi, tuhkapitoisuuden vähentäminen ja molekyylien modifikaatio; toiseksi, komposiitti PP: n, kuten nanokomposiittien, kemiallisen oksastuksen, sekoitusten ja monikerroksisten rakenteiden, kehittäminen; ja kolmanneksi, tutkimalla täysin uusia materiaaleja, joilla on korkea dielektriset vakiot tai korkean lämpötilan vastus. Jatkuvan rakenteellisen optimoinnin ja komposition avulla polypropeeni jatkaa kondensaattoritekniikan edistämistä.