成键电子对的电子偏离共价键两原子的中
间位置的程度，决定了键是极性还是非极 性以及键极性的强弱。
正负电荷分布各有一个中心，正负电荷中ห้องสมุดไป่ตู้
心正好重合的分子为非极性分子，不重合 的便成为极性分子。
键极性强弱和分子极性强弱
化学上的μ方向与物理上的相反（电子
负）
分子极化分类
极性分子取向极化作用示意图
P Nα El
三、介电常数与分子极化强度的 关系
四、高聚物的介电常数和结构的 关系
极性基团的影响
思考题
分子结构对介电常数的影响
酚醛塑料极性很大，但介电常数不大，为
什么？
五、高聚物的介电损耗
介电损耗原因
（1）电介质中含有能导电的载流子，它在
外加电场的作用下产生电导电流，消耗掉 一部分电能转化为热能，称为电导损耗。 （2）电介质在交变电场下的极化过程中与 电场发生能量交换。取向极化过程是一个 松弛过程，电场使偶极子转向时，一部分 电能损耗于克服介质的内粘滞阻力上转化 为热量，发生松弛损耗；变形极化是一种 弹性过程或谐振过程，当电场的频率与原 子或电子的固有振动频率相同时发生共振 吸收，损耗电场能量最大。
介电损耗的表征
常见高聚物介电损耗角正切tanδ
影响介电损耗的因素
1、分子结构的影响：
分子极性越大，极性基团密度越 分子极性的大小 大，则介电损耗越大。一般非极 性高聚物的tanδ在 10 ，而极性 极性基团的密度 高聚物的tanδ在 10 数量级。 极性基团的可动性 当极性基团位于高聚物的β位上或柔性侧基 的末端时，由于其取向极化的过程是一个 独立的过程，引起的介电损耗并不大，但 仍能对介电常数有较大的贡献。（见课本 表8-4）
α α e α a αμ
（2）对于非极性分子不发生取向极化：
α α e α a
界面极化：对于非均相介质，在 外电场作用下，电介质中的电子 或离子在界面处堆积，产生界面 处的极化。
极化时间从几分之一秒到几分钟，甚至更
长 如果单位体积电介质里的分子数为N，则极 化强度P： P N μ 极化强度和分子极化率的关系：
对于一个分子，极化结果相当于外电场在
分子上引起一个附加的偶极距μ，其大小决 El 定于作用在分子上的局部电场强度 。 分子极化率α μ α E l 下面的三种极化率都不随温度改变，只与电 子云分部有关。
变形极化产生的诱导偶极距：
μ 1 α d El
μ 2 αμ El
α d α e α a
取向极化产生的取向偶极距： αμ除了与极性分子的固有偶极距μ的平方成
正比外，还与温度有关。 T ,分子热运动加剧，不易极化，μ2
T ,热运动能量低，分子沿电场方向取向 干扰小，μ2
αμ μ / 3kT
2
k—波兹曼常数
T—温度 （1）对于极性分子三种极化都能发生：
μ μ1 μ2 α d El αμ El ( α e α a αμ）El
平行板电容器的电场强度只与极板距离d和
外加电场U有关：E=U/d 【F—法拉，若平行板间的电位差为1V，则 其带有1C异号电荷时，其两极板间的电压 为1V，则其电容定义为1法拉。】 束缚电荷Q`产生的方向与外加电场相反的 极化附加电场，使电介质内部的电场减弱 ，这就要求电源给极板上补充和极化电荷 Q`相等的电量，即使 Q Q0 Q`极化反 电场被抵消，以维持原来电场强度。
C0 Q0 /U
电容 C0与所加电压大小无关，而取决于电 容的几何尺寸：
C0 ξ 0 * S / d
平行板电容器上的电荷对比图
S——极板的面积 d——两极板之间的间距 12 ξ 0 8.8510 法拉/米，称为真空电容率 若两极板间充满介质：
C Q / U ε * C0 ε *ξ 0 * S / d ξ * S / d
2 2
2 2 ε （ε s ε ） *ω *τ （ / ε s ω τ ε ）
极化强度P—描述电介质极化程度的大小
对于平行板间各向同性的均匀电解质：
P=Q`/S （极化电荷密度）
Q` Q Q0 Q ε C0U Q0 C0U
P( ε 1)C0U / S
又 C0 ξ 0 S / d
U Ed
P ξ 0 ( ε 1) E
二、高分子电介质的极化现象和 分子解释
第八章 高聚物的电学性质
高聚物的电学性质是指聚合物在外加电压 或电场作用下的行为及其所表现出来的各种 物理现象，包括在交变电场中的介电性质、 在弱电场中的导电性质和在强电场中的击穿 现象以及发生在聚合物表面的静电现象。
一、高聚物的极化及介电常数
如果在一真空平行板上加以直流电压U，在
两极板上将产生一定量的电荷 Q0 ，这个真空 电容器的电容 C0为：
4 2
2、频率的影响
随着频率的增加，各种极化过程将在不同的 频率范围内先后出现跟不上电场变化的情 况，ε·阶梯降落。 ε·、ε··和tanδ与频率的关系：
ε ε ( ε s ε ) /(1 ω τ ）
2 2
tan δ ( ε s ε ) *ω * τ /( ε s ε ω τ )
取向极化跟随电场变化示意图
*若电场频率很低，偶极子的转向完全跟得 上电场的变化。 （1）t=0~T/4,电场对偶极子做功，使偶极子 转动取向，偶极子取得能量。 （2）t=T/4~T/2,随着电场强度的减弱，偶极 子由于热运动又回复到原状，在T/4前取得 的能量，在T/4~T/2期间内全部还给系统。 （3）t=T/2~T的后半周期中情况又重复，不 过电场的方向相反，偶极子的取向相反。 *在电场变化的一周中，电场的能量基本不 被损耗。
ε——介电常数，无量纲，它表征电介质贮 存电能力的大小，是介电材料的一个十分 重要的性能指标。
ξ——介质的电容率，表示单位面积和单位 厚度电介质的电容值，单位为法拉/米。 将电介质引入真空电容器，引起极板上的 电荷量增加、电容增大，这是由于在电场 的作用下电介质中的电荷，发生了再分布 靠近极板的介质表面上将产生表面束缚电 荷，结果使介质出现宏观的偶极，这一现 象称为电介质的极化。