پلی پروپیلن: ماده دی الکتریک هسته برای خازن ها و مسیر توسعه آن

پلی پروپیلن (PP) هسته اصلی مواد دی الکتریک بوده است خازن از دهه 1980، جایگزینی کاغذ خازن به دلیل قدرت شکست زیاد، تلفات دی الکتریک کم و خواص پردازش آن شد. با چگالی 0.89-0.91 g/cm³، یکی از سبک ترین پلاستیک های همه منظوره است.

خواص پلی پروپیلن ارتباط نزدیکی با پیکربندی استریو زنجیره های مولکولی آن دارد. در پلی پروپیلن ایزوتاکتیک (iPP)، همه گروه‌های متیل در یک سمت زنجیره مولکولی قرار دارند و یک ساختار مارپیچ بسیار منظم با کریستالینیتی 50-70 درصد تشکیل می‌دهند که منجر به استحکام کششی بالا (35-40MPa) و نقطه ذوب بالا (160-170 درجه سانتی‌گراد) می‌شود. در PP syndiotactic (sPP)، گروه‌های متیل طرف‌های متناوب را تغییر می‌دهند و شفافیت و مقاومت بالایی در برابر ضربه ایجاد می‌کنند. آتاکتیک PP (aPP) دارای گروه های متیل توزیع شده تصادفی است، آمورف است و اغلب در چسب ها و اصلاح آسفالت استفاده می شود. ایزوتاکتیکی iPP مستقیماً تبلور آن را تعیین می کند، که به نوبه خود بر خواص مکانیکی آن تأثیر می گذارد: به ازای هر 10٪ افزایش در کریستالی، استحکام کششی 15-20MPa افزایش می یابد.

به عنوان یک دی الکتریک، پلی پروپیلن فوق العاده خوب عمل می کند: ثابت دی الکتریک آن در 2.2-2.36 (1kHz) پایدار است، ضریب اتلاف آن زیر 0.0002 است، مقاومت حجمی آن بیش از 10^16 Ω·cm است و می تواند در میدان های بالا تا 600V/μm مقاومت کند. پایداری حرارتی را با محدوده دمای عملیاتی گسترده (50- تا 120 درجه سانتی گراد) ارائه می دهد. علاوه بر این، فیلم متالایز مبتنی بر PP دارای خواص خود ترمیمی است. پس از خرابی، الکترود را تبخیر می کند تا عایق را بازیابی کند و بیش از 100 خرابی در هر متر مربع را با کمتر از 0.5٪ کاهش ظرفیت خازنی تحمل می کند.

برای افزایش چگالی ذخیره‌سازی انرژی خازن‌ها، مسیرهای فن‌آوری کنونی عمدتاً بر نوآوری مواد تمرکز دارند: اولاً، بهینه‌سازی ساختار تجمعی PP خالص، کاهش محتوای خاکستر و اصلاح مولکولی. دوم، توسعه PP مرکب، مانند نانوکامپوزیت ها، پیوند شیمیایی، مخلوط ها و ساختارهای چند لایه. و سوم، کاوش مواد کاملاً جدید با ثابت دی الکتریک بالا یا مقاومت در برابر دمای بالا. از طریق بهینه سازی و ترکیب ساختاری مستمر، پلی پروپیلن به پیشرفت فناوری خازن ادامه می دهد.