химический каталог




Энциклопедия полимеров. Том 3 (Полиоксадиазолы-Я)

Автор главный редактор В.А.КАБАНОВ

азуются заряды, знак к-рых совпадает со знаком потенциалов на прилегающих электродах (гомозаряды); поверхностный заряд Э. равен разности гетеро- и гомозарядов.

Э., поверхностные заряды к-рых обусловлены поляризацией, м. б. получены при проведении в электрич. поле полимеризации, получении в поле пленки полимера из р-ра, отвердевании или вулканизации (х е м о-электреты), а также в отсутствие поля — при механич. деформировании полимера (механоэлек-т р е т ы). Э. с инжектированными зарядами м. б. получены выдержкой полимера в полях высокой напряженности (электроэлектреты), обработкой коронным разрядом (короноэлектреты), воздействием пучком заряженных частиц, радиоактивного излучения, статич. электричества (напр., при трении), при отрыве от подложек полимерных пленок, извлечении изделий из прессформ. Э. с ориентационной дипольной поляризацией м. б. получены только из полярных полимеров, Э. с инжектированными зарядами и с зарядами, обусловленными поляризацией смещения ионов,— из любых полимерных диэлектриков.

Свойства. Важнейшие характеристики Э.— поверхностная плотность зарядов аэ, потенциал поверхности Уэ и время жизни зарядов тэ. При этом:

где L — толщина образца, е0 — абсолютная диэлектрич. проницаемость вакуума, равная 8,85 «Ю-12 фар/м, г — диэлектрич. проницаемость полимера. Максимальная величина гетерозаряда, обусловленного дипольной ориентацией Р0, связана с диэлектрич. проницаемостью соотношением:

Ро ~ (^ст — *^^п

где S — площадь Э., Еп — напряженность поляризующего поля, ест и г„ — значения диэлектрич. проницаемости при частоте ш, равной 0 и со соответственно. Максимально возможная в данных условиях хранения аэ определяется электрич. прочностью среды, геометрией образца и его диэлектрич. проницаемостью. В нормальных условиях хранения на воздухе оэ= 100е0[200+ + (Зе/Z,)1''2]2. На пластинках с L—1—2 мм можно получить аэ= (3—5) -Ю-5 кл1м2 (термоэлектрет из поли-метилметакрилата), на пленках с L= 10 о-ч=ю-3— 10~4 кл/м2 (термо- и короноэлектреты из политетрафторэтилена, полиэтилентерефталата, поликарбонатов).

Поверхностные заряды Э. со временем уменьшаются. При этом часто в результате более быстрого спада гете-розарядов происходит инверсия знака зарядов. Для Э. с ориентационной дипольной поляризацией спад зарядов обусловлен тепловой дезориентацией диполей и компенсацией зарядов свободными носителями, т. е. электрич. проводимостью полимера. Для Э. с инжектированными зарядами спад зарядов — результат диффузионного перемещения заряженных частиц из-за неравномерного их распределения в объеме образца. Во всех случаях происходит также компенсация зарядов из-за перемещения свободных носителей, т. е. вследствие электрич. проводимости полимера. Время жизни Э. характеризуется уменьшением аэ в е раз при хранении Э. При нормальных условиях хранения тэ составляет от 0,5 года до 3—5 лет и более. Повышение темп-ры хранения, увеличение влажности окружающей среды, воздействие ионизирующей радиации приводит к более быстрому спаду зарядов Э.

Важное свойство Э.— способность изменять величину и знак поверхностных зарядов при механич. нагружении (пьезоэффект). Так, пленочные термоэлектреты из поливинилиденфторида характеризуются пьезоэлектрич. коэффициентами, равными (10—20) X Х10-12 кл/н, из поливинилхлорида — 3-Ю-12 кА/к. Э. могут изменять геометрич. размеры при воздействии электрич. поля (электрострикция), вырабатывать электрич. ток при нагревании (пироэлектричество).

Применение. Э. применяют как источники постоянного электрич. поля в датчиках механич. напряжений и деформаций, в электрометрах, высоковольтных генераторах и др. Пленочные Э. используют в микрофонах, громкоговорителях, звукоснимателях. Предложено использовать Э. как аккумуляторы электрич. энергии для питания приборов в аварийных ситуациях. На способности Э. терять заряды при облучении основано действие нек-рых приборов для дозиметрии радиоактивных излучений.

Свойство Э. терять заряды при нагревании используют для исследования релаксационных явлений в полимерах {электретно-термич.анализ, или метод токов термодеполяризации — ТДП). При этом термоэлектрет, охлажденный в электрич. поле, напр. до темп-ры жидкого азота, нагревают в отсутствие поля с постоянной скоростью и определяют температурную зависимость тока ТДП. Этот метод позволяет изучать диэлектрич. релаксацию в области низких частот (порядка 10~3—10~5 гц). В случае Э. с инжектированными зарядами метод позволяет определять глубину ловушек, их количество и подвижность носителей зарядов.

Лит.: Губкин А. Н., Электреты, М., 1961: Л у щ е й-к и н Г. А., Полимерные электреты, М., 1976.

Г. А. Лущейкин.

ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ 11РОВОДИМОСТБ полимеров (electrical conductivity, elektrische Leitfahigkeit, con-ductivite electrique) — способность полимеров пропускать электрич. ток при приложении электрич. напряжения. Количественно Э. п. определяется удельной дифференциальной электрич. проводимостью y=dj/dE, где / — плотность тока, текущего через образец, Е — напряженность постоянного электрич. поля. Обратная величина P=1/Y наз. удельным дифференциальным

электрич. сопротивлением. При выполнении закона Ома:

У = 11Е (1)

В диэлектриках после приложения к образцу постоянной разности потенциалов U плотность тока уменьшается со временем т вследствие установления в образце диэлектрич. поляризации (см. Диэлектрическая проницаемость), а также приэлектродной поляризации, обусловленной затруднениями при переходе зарядов через поверхность раздела электрод — диэлектрик. В полимерных диэлектриках возникающая при этом обратная разность потенциалов р одного порядка с U. Поэтому при расчете у по ф-ле (1) нужно учитывать, что на носители зарядов действует поле напряженности Е= (U—p)lh, где h — толщина образца. Это выражение справедливо, если р целиком обусловлена скоплением объемных зарядов в приэлектродных областях; при этом распределение потенциала по толщине нелинейно.

Согласно действующим в СССР и за рубежом стандартам, у определяют по ф-ле (1), т. е. без учета р, причем измерение обычно производят через 102—103 сек после приложения к образцу разности потенциалов. В лабораторных исследованиях часто используют остаточную Э. п. (v0CT)I рассчитываемую по стационарному значению к-рое устанавливается спустя 1 — 105 сек после приложения напряжения.

Различают уд. объемную и уд. поверхностную Э. п. Последняя существенно зависит от состояния поверхности полимера, влажности окружающей атмосферы и др. факторов. В анизотропных полимерных материалах (напр., ориентированных пленках) Э. п. не одинакова для различных направлений в образце, и -у — тензор второго ранга. В этом случае вектор / может не совпадать по направлению с напряженностью внешнего электрич. поля.

В системе единиц СИ уд. объемная Э. п. выражается в См/м (1 См/м=1 ом-1-м~1), уд. поверхностная Э. п.— в См (1 См =1 ом'1); в таблице приведены значения ооъемной и поверхностной Э. п. для нек-рых полимеров.

Электрическая проводимость нек-рых полимеров

Поверхностная (20 °С, относительная влажность 40-60%), _<ш~1

Уд. электрич: проводимость

Полимер

О-" 0-13 0-" 0-и

0-17 0-17

0~1'

0-17 0-17

10—»«—10 —13 Ю-12—ю-" 10-Ц-ю-1*

Ю-"—10-"

1 о — 1*—ю —1S

Ю-"—10-1» 10-Ц—10-1» 10-"—10-1» 10-i»—10-i«

10-12—1

10-12—1 Ю-14— 1 1 О-»*—1

10-1'—1 10-"—1 10-"—1

ю-"—1 ю-"—1

Объемная (20 °С), ом-1 - ж-1

Поливинилиденфторид . Поливинилхлорид . . . Полиэтилентерефталат .

Поликарбонаты

Полиэтилены

Полипропилен

Политрифторхлорэтилен

Полистирол

Политетрафторэтилен полимерных диэлектриков, полиэлектролитов, а также для стеклообразных полимерных диэлектриков. В ряде случаев такая проводимость наблюдается в полупроводниках полимерных и в электропроводящих полимерных материалах, что обусловливает нежелательное изменение их свойств при длительном прохождении электрич. тока. Ионный характер Э. п. полимерных диэлектриков, макромолекулы к-рых не содержат сопряженных связей, подтверждается обнаруженным экспериментально переносом вещества при прохождении электрич. тока (в пленках нитроцеллюлозы, пластифицированного поливинилхлорида, полиамидов). Косвенное свидетельство ионного характера Э. п.— возможность электроочистки нек-рых полимеров, напр. политрифторхлорэтилена, от примесных ионов.

Присутствие ионов в полимерах обусловлено элект-ролитич. диссоциацией ионогенных участков макромолекул, наличием примесей, а также инжекцией (холодной эмиссией) ионов в полимер из электродов. Многие полимеры характеризуются низкими значениями диэлектрич. проницаемости (е<10). В таких системах вследствие электростатич. взаимодействия ионы связаны в ионные пары, не имеющие электрич. заряда. Поэтому при прочих равных условиях увеличение е (напр., при переходе от неполярных полимеров к полярным) приводит к экспоненциальному росту степени диссоциации и ионной проводимости полимера. Значение е, как и время релаксации дипольной поляризации, определяющее уос-с, зависит от строения макромолекул и структуры полимера. Все факторы, приводящие к уменьшению подвижности макромолекул (напр., сшивание) и к падению е, способствуют уменьшению ионной проводимости. Так, экспоненциальное уменьшение ионной проводимости наблюдается с ростом степени кристалличности полимеров.

Э. п. полимерных диэлектриков, рассчитанная по ф-ле (1), существенно зависит от напряженности электрич. поля (рис. 1). С ростом темп-ры у возрастает,13 -15

2,6 3.0 1/Т-Ю31117.

10

3,4

2.2

2 4 6 8 Е-Ю'7, в/м

Рис. 2. Зависимость электрич. проводимости v от темп-ры Т для сополимера стирола с сс-метилстиролом (70 : 30).

Рис. 1. Завиримость электрич. проводимости v0CT от напряженности Е электрич. поля: 1 — полистирол, 353 К; 2 — полипропилен, 348 К; 3 — полиэтилен высокой плотности, 383 К; 4 — политетрафторэтилен, 403 К.

Перенос электрич. зарядов в полимерах, как и в низкомолекулярных телах, осуществляется ионами, заряженными ассоциатами макромолекул или отдельными макромолекулами в р-ре (молионами), а также свободными и слабо связанными электронами. Суммарная Э. п. опр

страница 269
< К СПИСКУ КНИГ > 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184 185 186 187 188 189 190 191 192 193 194 195 196 197 198 199 200 201 202 203 204 205 206 207 208 209 210 211 212 213 214 215 216 217 218 219 220 221 222 223 224 225 226 227 228 229 230 231 232 233 234 235 236 237 238 239 240 241 242 243 244 245 246 247 248 249 250 251 252 253 254 255 256 257 258 259 260 261 262 263 264 265 266 267 268 269 270 271 272 273 274 275 276 277 278 279 280 281 282 283 284 285 286 287 288 289 290 291 292 293 294 295 296 297 298 299 300 301 302 303 304 305 306 307 308 309 310 311 312 313 314 315 316 317 318 319 320 321 322 323 324 325 326 327 328 329 330 331 332 333 334 335 336 337 338 339 340

Скачать книгу "Энциклопедия полимеров. Том 3 (Полиоксадиазолы-Я)" (21.36Mb)


[каталог]  [статьи]  [доска объявлений]  [прайс-листы]  [форум]  [обратная связь]

 

 

Реклама
ортопедический матрас для раскладного дивана
fissler pro series x30cr13 w023w
ручки-скоюы для входных дверей купить
встраиваемая аудиосистема в потолок 5,1

Рекомендуемые книги

Введение в химию окружающей среды.

Книга известных английских ученых раскрывает основные принципы химии окружающей среды и их действие в локальных и глобальных масштабах. Важный аспект книги заключается в раскрытии механизма действия природных геохимических процессов в разных масштабах времени и влияния на них человеческой деятельности. Показываются химический состав, происхождение и эволюция земной коры, океанов и атмосферы. Детально рассматриваются процессы выветривания и их влияние на химический состав осадочных образований, почв и поверхностных вод на континентах. Для студентов и преподавателей факультетов биологии, географии и химии университетов и преподавателей средних школ, а также для широкого круга читателей.

Химия и технология редких и рассеянных элементов.

Книга представляет собой учебное пособие по специальным курсам для студентов химико-технологических вузов. В первой части изложены основы химии и технологии лития, рубидия, цезия, бериллия, галлия, индия, таллия. Во второй части книги изложены основы химии и технологии скандия, натрия, лантана, лантаноидов, германия, титана, циркония, гафния. В третьей части книги изложены основы химии и технологии ванадия, ниобия, тантала, селена, теллура, молибдена, вольфрама, рения. Наибольшее внимание уделено свойствам соединений элементов, имеющих значение в технологии. В технологии каждого элемента описаны важнейшие области применения, характеристика рудного сырья и его обогащение, получение соединений из концентратов и отходов производства, современные методы разделения и очистки элементов. Пособие составлено по материалам, опубликованным из советской и зарубежной печати по 1972 год включительно.

 

 



Рейтинг@Mail.ru Rambler's Top100

Copyright © 2001-2012
(28.06.2017)