химический каталог




Энциклопедия полимеров. Том 3 (Полиоксадиазолы-Я)

Автор главный редактор В.А.КАБАНОВ

еделяется концентрацией га,-, зарядом gi и подвижностью х,- всех видов носителей:

Y = 2"«^'x' (2)

i

В соответствии с физич. природой носителей зарядов различают ионную, молионную (электрофоретическую) и электронную проводимость.

Ионная и молионная проводимость. Ионная проводимость в обычных условиях характерна для р-ров причем в области темп-ры стеклования Гс на кривых lgy—1/Г обычно наблюдается излом (рис. 2). Это объясняется тем, что при Т>ТС подвижность носителей заряда возрастает с темп-рой более резко, чем при Т<ТС. Значение ионной проводимости полимеров, как и низкомолекулярных тел, существенно уменьшается с ростом внешнего давления.

Молионная проводимость характерна для р-ров белков и полиэлектролитов, суспензий, эмульсий; она широко используется для нанесения полимерных покрытий в электрич. поле (метод электрофореза). Этот вид Э. п. можно наблюдать и в пластифицированных полимерных материалах.

Электронная проводимость при сравнительно невысоких Т и Е обусловливает перенос зарядов в полимерных полупроводниках, электропроводящих полимерных материалах, а также в полимерных диэлектриках, макромолекулы к-рых содержат сопряженные двойные связи. Согласно представлениям зонной теории твердых тел, электронная проводимость обусловлена переходом электронов из валентной зоны в зону проводимости. Для такого перехода необходима энергия, определяемая шириной запрещенной зоны. Вакансии в валентной зоне называют дырками и рассматривают как положительные частицы.

Электронная проводимость обнаружена у полимеров с гетероциклами в цепи типа полиимидов, полибенз-оксазолов, а также у поливинилкарбазола, громоздкие боковые группы к-рого образуют цепь сопряженных связей. Для виниловых полимеров связи С—С полностью насыщены, ширина запрещенной зоны велика (напр., для политетрафторэтилена 10,07 эв). Однако и в этом случае под воздействием ионизирующей радиации, тепла, сильного электрич. поля может происходить ионизация макромолекул и образование свободных или слабо связанных электронов (полиэтилен, полистирол и др.). Электроны м. б. также инжектированы в полимерные образцы из металлич. катода. Эти электроны застревают в дефектах структуры; образующиеся объемные заряды препятствуют дальнейшей инжекции и являются причиной возникновения токов, ограниченных пространственными зарядами (т. наз. ТОПЗ). Этот вид электронной Э. п. исследован в полимерах сравнительно мало.

С ростом Т электронная Э. п. полимеров возрастает по экспоненциальному закону:

Y = Yoexp(-?r/2M') (3)

где Yo — предэкспоненциальный множитель, Ет— термич. энергия активации Э. п., к — константа Больцмана. Значение Ет характеризует ширину запрещенной зоны или глубину залегания дефектов структуры, к-рые м. б. ловушками для электронов.

В отличие от ионной, электронная проводимость возрастает при кристаллизации полимеров и при повышении внешнего давления. Образование внутри-или межмолекулярных комплексов с переносом заряда также приводит к увеличению электронной проводимости. Подвижность электронов и дырок в полимерах на 2—6 порядков превышает подвижность ионов.

Электронная проводимость полимерных диэлектриков, возникающая под воздействием ионизирующей радиации, возрастает при повышении интенсивности / радиации по ф-ле:

у~1" (4)

где а — постоянная для данного полимера и вида излучения, принимающая значения от 0,5 до 1,0. Считается, что такие значения а — следствие экспоненциального распределения по энергиям ловушек электронов относительно нижней границы зоны проводимости. Ценные сведения о ловушках в полимерах дает исследование токов, наблюдаемых при нагреве образца, облученного при низкой темп-ре.

Предполагается, что для нек-рых органич. полимеров при 100—300 К м. б. характерна сверхпроводимость, однако экспериментально это не подтверждено.

Лит.: Электрические свойства полимеров, под ред. Б. И. Са-жина, 2 изд., Л., 1977; Электрические свойства, в сб.: Конструкционные свойства пластмасс, пер. с англ., под ред. Э. Бэра, М., 1967; Sean or D. A., J. Polymer Sci., A2, 6,463 (1968); Л и ттл У., Усп. физ. наук, 86, в. 2, 315 (1965).

.Б И CciotcwH,

ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ ПРОЧНОСТЬ полимеров (dielectric strength, dielektrische Festigkeit, rigidite dielect-rique) — минимальная напряженность внешнего электрич. поля, при к-рой происходит пробой диэлектрика, т. е. диэлектрик теряет свои электроизоляционные свойства и в нем образуется проводящий канал. В однородном электрич. поле Э. п. Е„р = Unplh, где Unp — электрич. напряжение пробоя (пробивное напряжение), h — толщина образца.

Исследование на пробой можно проводить в постоянном поле, переменном поле при плавном повышении напряжения, а также при импульсных испытаниях (ГОСТ 6433—71). Для изучения электрич. старения и надежности электрич. изоляции диэлектрик выдерживают под напряжением длительное время (сотни и тысячи часов).

Физич. природу пробоя изучают в условиях исключения разрядов у краев электродов, а также частичных разрядов в газовых прослойках между электродами и образцом. Для этого используют плоские образцы со сферич. выемкой либо пленки, помещаемые между сферич. электродами, с заполнением всех зазоров эпоксидной смолой. В таких условиях Епр практически не зависит от толщины образца.

С повышением темп-ры Т величина Епр большинства

Зависимость электрич. прочности jEnp от темп-ры Т для полиметилметакрилата (1), поливинилового спирта (2), полистирола (3), полиэтилена (4), поли-изобутилена (5) и кремнийорганич. каучука (6).

полимеров обычно снижается, особенно резко в области темп-ры стеклования для аморфных полимеров и темп-ры плавления для кристаллических (рисунок). При комнатной и более низких темп-рах полярные полимеры имеют более высокую Э. п. (10—15 Мв/см), чем неполярные (5—7 Мв/см). С повышением жесткости полимера (напр., в результате радиационного сшивания полиэтилена) зависимость E„v=f(T) становится менее резкой. При импульсных испытаниях эта зависимость также слабо выражена. При комнатной темп-ре в области малых длительностей т воздействия импульсов (5-Ю-9 сек) для образцов малой толщины (h <50 мкм) Env возрастает с уменьшением т и А.

Резкое снижение

Электрическая прочность нек-рых полимеров (технич. испытания в переменном поле частотой 50 гц при непрерывном повышении напряжения; темп-ра 25 °С)

Полимер Толщина образца, мм Электрич. прочность, кв/мм

Полиэтилен 2 28—36

1 28—40

2 20—25

0,02 150—180

4 25—47

0,1—0,3 40—80

2 21—23

2 27—31

2 35—45

Феноло-формальдегидная смола 15—18

4

2 22

0,02 350—450

0 ,04 100—275

ЕПр с темп-рой и зависимость

?пр=/(т) может свидетельствовать о тепловой форме пробоя (см. Диэлектрические свойства). Это подтверждается и расчетами, в к-рых учитывается зависимость уд. электрич. проводимости от напряженности поля. Др. возможная причина температурной зависимости ?пр — электромеханич. сжатие полимеров в области высокоэластич. состояния.

При технич. испытаниях обычно применяют такие электродные устройства, к-рые не устраняют краевых и частичных разрядов. Это приводит к резкому искажению поля и снижению Unp, вызывает рост древовид

ных каналов неполного пробоя (дендритов) и разрушение (эрозию) полимерных пленок. Под действием разрядов происходит электрич. старение полимерной изоляции, завершающееся пробоем к моменту тж (время жизни). Установлено эмпирич. соотношение:

x^ = BtE~"t (1)

где В,-, иг,— характеристики полимера, принимающие различные значения для двух интервалов напряженности поля — EЕ* (г=2). В переменном поле при Е<.Е* время жизни тж обратно пропорционально частоте, а в постоянном поле зависит от темп-ры по ф-ле:

T^ToexptAHW) (2)

где т0 — предэкспоненциальный множитель, A W — коэффициент, значение к-рого для разных полимеров находится в пределах 0,5—2,0 эв, к — постоянная Больцмана, Т — абсолютная темп-ра. Соотношения (1) и (2) могут применяться для прогнозирования надежности электрич. изоляции.

Для исследования пробоя полимеров в неоднородных полях применяют электроды с малым радиусом кривизны — игольчатые или сферические. В этом случае {/пр нелинейно возрастает с увеличением расстояния между электродами и ростом радиуса кривизны электрода, а также зависит от полярности электродов (Unp при отрицательной полярности иглы выше, чем при положительной, как и для неполимерных диэлектриков). Рассчитанное по ф-лам электростатики значение ?макс у поверхности острия выше E„v, определенной в однородном поле. Это объясняется ослаблением напряженности поля у острия вследствие инжекции носителей зарядов из электрода или возрастанием электрич. проводимости полимера в сильных электрич. полях. Зависимость Unp от полярности электродов м. б. обусловлена в основном ударной ионизацией электронами.

Лит.: Электрические свойства полимеров, под ред. Б. И. Са-жина, 2 изд., Л., 1977; Конструкционные свойства пластмасс, пер. с англ., под ред. Э. Бэра, М., 1967; К о й к о в С. Н., Ц и-кин А. Н., Электрическое старение твердых диэлектриков и надежность диэлектрических деталей. Л., 1968. С. Н. Койков.

ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА полимеров — см. Диэлектрические свойства, Диэлектрическая проницаемость, Полупроводники полимерные, Электрическая проводимость, Электрическая прочность, Электреты полимерные, Электропроводящие полимерные материалы.

ЭЛЕКТРИЧЕСКОЕ СОПРОТИВЛЕНИЕ — см. Электрическая проводимость.

ЭЛЕКТРОИЗОЛЯЦИОННЬГЕ ЛАКОКРАСОЧНЫЕ ПОКРЫТИЯ (electrical insulating paint and varnish coatings, Elektroisolieranstriche, revetements de peinture et vemis electrique isolants). Эти покрытия предназначены для защиты узлов и деталей электрич. машин, аппаратов, радиотехнич. и радиоэлектронной аппаратуры и др. от действия влаги, масел, растворителей, химич. агентов, пыли, электрич. дуги и др. внешних факторов. Э. л. п. могут наноситься на элементы электроизоляции или непосредственно на металлы для создания на их поверхности электроизолирующей пленки, напр. при лакировке листовой электротехнич. стали для магнитопроводов. К специальным видам Э. л. п. относятся полупроводящие покрытия для противоко-ронной

страница 270
< 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
продажа отопительных батарей
исправление бампера
курсы бухгалторов в морскве цена
контейнер для мусора для дачи

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
(08.12.2016)