폴리프로필렌: 커패시터용 핵심 유전체 재료 및 개발 경로

업계 뉴스Sep 12, 2025작성자: 관리자

폴리프로필렌(PP)은 핵심 유전체 재료였습니다. 콘덴서 1980년대부터 높은 파괴 강도, 낮은 유전 손실 및 가공 특성으로 인해 커패시터 페이퍼를 대체했습니다. 밀도가 0.89~0.91g/cm3에 불과해 가장 가벼운 범용 플라스틱 중 하나입니다.

폴리프로필렌의 특성은 분자 사슬의 입체배열과 밀접한 관련이 있습니다. 아이소택틱 폴리프로필렌(iPP)에서는 모든 메틸기가 분자 사슬의 같은 쪽에 위치하여 결정도가 50~70%인 매우 규칙적인 나선형 구조를 형성하여 높은 인장 강도(35~40MPa)와 높은 융점(160~170°C)을 나타냅니다. 신디오택틱 PP(sPP)는 메틸기가 서로 교대로 배열되어 높은 투명성과 내충격성을 부여합니다. 어택틱 PP(aPP)는 무작위로 분포된 메틸 그룹을 갖고 있으며 무정형이며 접착제 및 아스팔트 개질에 자주 사용됩니다. iPP의 아이소택틱성은 결정성을 직접 결정하며 이는 다시 기계적 특성에 영향을 미칩니다. 결정성이 10% 증가할 때마다 인장 강도는 15-20MPa씩 증가합니다.

유전체로서 폴리프로필렌은 탁월한 성능을 발휘합니다. 유전 상수는 2.2-2.36(1kHz)에서 안정적이고 소산 계수는 0.0002 미만이며 체적 저항률은 10^16Ω·cm를 초과하고 최대 600V/μm의 높은 필드를 견딜 수 있습니다. 이 제품은 광범위한 연속 작동 온도 범위(-50°C ~ 120°C)로 열 안정성을 제공합니다. 게다가 PP를 기반으로 한 금속 필름은 자가 치유 특성을 갖고 있습니다. 고장이 나면 전극을 증발시켜 절연을 복원하고 0.5% 미만의 정전용량 손실로 평방미터당 100회 이상의 고장을 견뎌냅니다.

커패시터의 에너지 저장 밀도를 높이기 위해 현재 기술 경로는 주로 재료 혁신에 중점을 둡니다. 첫째, 순수 PP의 집합 구조를 최적화하고 회분 함량을 줄이고 분자 변형을 줄입니다. 둘째, 나노복합체, 화학그라프팅, 블렌드, 다층구조 등 복합PP를 개발한다. 셋째, 높은 유전율이나 고온 저항성을 갖춘 완전히 새로운 재료를 탐구합니다. 지속적인 구조 최적화 및 합성을 통해 폴리프로필렌은 커패시터 기술을 지속적으로 발전시키고 있습니다.