介電性是指高分子聚合物在電場作用下，表現出對靜電能的儲存和損耗的性質，通常用介電常數和介電損耗來表示。
1.介電極化
絕大多數高分子聚合物是優(yōu)良的電絕緣體，有高的電阻率，低介電損耗、高的耐高頻性和高的擊穿強度。但在外電場作用下，或多或少會引起價電子或原子核的相對位移，造成了電荷的重新分布，稱為極化。主要有以下幾種極化：（1）電子極化，（2）原子極化，（3）偶極極化。前兩種產生的偶極矩稱誘導偶極矩，后一種為永久偶極矩的取向極化。
根據高分子聚合物中各種基團的有效偶極矩，可以把高分子聚合物按極性大小分為四類：
非極性：PE、PP、PTFE
弱極性：PS、NR
極性：PVC、PA、PVAc、PMMA
強極性：PVA、PET、PAN、酚醛樹脂、氨基樹脂
高分子聚合物的有效偶極矩與所帶基團的偶極矩不完全一致，結構對稱性會導致偶極矩部分或全部相互抵消。
2.介電常數
介電常數是表示高聚物極化程度的宏觀物理量，它定義為介質電容器的電容C比真空電容器C0的電容增加的倍數。
介電常數的大小決定于感應電荷的大小，所以它反映介質貯存電能的能力。
宏觀物理量與微觀物理量之間的關系可以用Clausius-Mosotti方程給出：
3.介電損耗
聚合物在交變電場中取向極化時，伴隨著能量消耗，使介質本身發(fā)熱，這種現象稱為聚合物的介電損耗。
常用復數介電常數來同時表示介電常數和介電損耗兩方面的性質：
以虛部對實部作圖稱為Cole-Cole圖，表征電介質偏離Debye松弛的程度。半圓形為Debye松弛，偏離時得圓弧形圖。
固體聚合物在不同溫度下或不同頻率下觀察介電損耗的情況，得到的溫度譜或頻率譜稱為高分子聚合物的介電松弛譜，它與力學松弛譜一樣用于研究高分子聚合物的轉變，特別是多重轉變。測定聚合物介電松弛譜的方法主要有熱釋電流法（TSC）。TSC屬低頻測量，頻率在10-3～10-5Hz范圍，分辯率高于動態(tài)力學和以往的介電方法。
4.影響介電性的因素
4.1結構
分子極性越大，一般來說介電常數和介電損耗都增大。而其中介電損耗還對極性基團的位置敏感，極性基團活動性大的（比如在側基上），介電損耗較小。
交聯、取向或結晶使分子間作用力增加，介電常數減少；支化減少分子間作用力，介電常數增加。
4.2頻率和溫度
與力學松弛相似
4.3 外來物的影響
增塑劑的加入使體系黏度降低，有利于取向極化，介電損耗峰移向低溫。極性增塑劑或導電性雜質的存在會使介電常數和介電損耗都增大。
聚合物在作電工絕緣材料或電容器材料使用時，要求其介電損耗越小越好，相反在塑料高頻焊接或高頻“熱處理”等情況下，要求介電損耗大一些才好。
5.聚合物介電常數和介電損耗的表征
用Wiltron37217A型矢量網絡分析儀，對聚合物按制樣要求，制成一定尺寸的薄板樣品，放于儀器中兩個空腔諧振器的中央，使試樣所處位置在微波磁場為零，而微波電場最大處。對諧振腔用微波進行激勵，通過擾動后諧振器頻率向低頻側移動的變化量及無載品質因素Q值的變化，借助計算機軟件，計算出聚合物樣品的復數介電常數值ε，其中ε＝ε＇＋jε＂為聚合物的實數介電常數，ε＂為聚合物的虛數介電常數值，即介電損耗值。 |
