На главную

Статья по теме: Дипольной поляризации

Предметная область: полимеры, синтетические волокна, каучук, резина

Скачать полный текст

При комнатной температуре в полимерах область дисперсии е', отвечающая дипольной поляризации, как правило, имеет место при частотах 10—108 Гц, т. е. при значительно более низких, чем СВЧ. В соответствии с этим можно было бы ожидать, что в диапазоне СВЧ значения диэлектрической проницаемости будут близки к квадрату показателя преломления по, измеренному в видимой части спектра, а значения tg 8 (или е") близки к нулю. Однако экспериментальные данные показывают, что в полярных полимерах значения е' при СВЧ обычно превышают п^, а значения г" отличаются от нуля [4, с. 153].[5, С.103]

Анализ температурных зависимостей наивероятнейшего времени релаксации, параметра распределения X, кажущейся энергии, активации, величины Де = &о — е^ также позволяют заключить, что кинетическая единица при Т > Т*, ответственная за процесс дипольной поляризации, локализована в пределах мономерного звена или близка к мономерному звену.[5, С.109]

Электрическую релаксацию полимеров можно наблюдать как в постоянном, так и в переменном электрическом поле. При включении постоянного электрического поля в полимере возникает ток, уменьшающийся со временем (ток поляризации). По установлении в диэлектрике дипольной поляризации ток перестает зависеть от времени и тогда по остаточному току можно определить электрическую проводимость полимера Y. зависимость которой от температуры описывается выражением:[2, С.237]

Анализ температурных изменений таких параметров дипольной релаксации а- и р-процессов, как тр, е^'акс, Де = efl — sx, К, показал, что при СВЧ дипольное поглощение может быть отнесено к типу р-процессов, т. е. локализовано в весьма малых молекулярных объемах. К подобному заключению приводят данные исследования дипольной поляризации в пластифицированных полимерах и растворах полимеров, для которых в условиях резко ослабленного межцепного взаимодействия значения энергии активации и ТР при высоких температурах близки к наблюдаемым для р-процесса в блоке. Для таких систем, как полибу-тилметакрилат и сополимеры бутилметакрилата со стиролом, при высоких температурах не наблюдалось совпадения тр а- и р-процессов [92].[5, С.106]

Для статического случая, когда со =- 0, е' = 1 -f- 4nNq2/k, а при о -> оо, е" == ест. Значение е"->•(), как при <о->0, так и при w -> оо и проходит через максимум, равный е"Макс = (4nNq2/k) (1//ш0) при и = «о (рис. VII. 4). Сдвинутая по фазе компонента е" так же характеризует энергетические потери, как и в случае релаксации дипольной поляризации. Резонансное поглощение для полимеров менее существенно, чем дипольные релаксационные потери. В случае резонансного поглощения области максимума е" и изменения е' существенно уже, чем при релаксационных процессах.[1, С.239]

Первые исследования растворов гибкоцепных полимеров в хороших растворителях показали, что наивероятнейшие тр этих систем близки к таковым для низкомолекулярных жидкостей. Согласно более поздним исследованиям для полимеров различного молекулярного строения тр = 0,7-10~8 4- 2,3-10~8 с и не зависит от степени полимеризации Z. Независимость тр от степени полимеризации карбоцепных полимеров свидетельствует о том, что процесс установления дипольной поляризации в растворе полимера локализован в достаточно малом молекулярном объеме, т. е. в качестве кинетической единицы выступает небольшой участок макромолекулы независимо от того, присоединена ли полярная группа жестко к основной цепи полимера (поливи-нилхлорид) либо она входит в состав гибкой боковой цепи (полиметилметакрилат) или в состав основной цепи (полиокси-этиленгликоль). Доказательством этого служит также отсутствие корреляции между изменением тр и вязкости ц с концентрацией полимера в растворе: при повышении се от 0,75 до 10 % тр полиметилметакрилата в толуоле при 293 К увеличивается на 35%, в то время как ц возрастает в 7 раз. Аналогично поглощение ультразвуковых волн малой амплитуды в растворах полимеров мало отличается от поглощения в чистых растворителях, несмотря на существенное различие вязкости [4, с. 165].[5, С.112]

В приведенных нами примерах у ПТрФЭ и ПВДФ анизотропия е' и е" отрицательна, т. е. е'± > е' и е" > е". Это согласуется с представлением о том, что у полимеров с диполями, жестко связанными с цепью, ориентация диполей происходит в плоскости, перпендикулярной оси цепи. Знак анизотропии Де' и Де" может не совпадать, так как анизотропия диэлектрической проницаемости является следствием анизотропии электронной иди-польной поляризации, а анизотропия е"— только анизотропией дипольной поляризации. Например, у одноосно-ориентированного полиэтилентерефталата при Т <С Тс, т. е. в области ди-польно-групповой релаксации (Де'/у) • 103 = +180, [Де"/(е"у)]-• 102 = —5,5 [75]. Анизотропия е' у полиэтилентерефталата определяется анизотропией электронной поляризуемости фениль-ных колец, а анизотропия е" — ориентацией полярных сложно-эфирных групп.[5, С.94]

В общем случае процедура приведения, описанная выше, может быть применена лишь для процессов д и пол ьной поляризации, когда параметр распределения времен релаксации не зависит от температуры: Как правило, с температурой меняется величина е" в области максимума, как из-за изменения параметра времен релаксации а, так и величины Ае = ест — е» [см. выражение (VII. 6)], причем ес'т — е«> меняется с температурой весьма сложным образом. В связи с отмеченным обстоятельством, метод приведенных переменных применительно к процессам дипольной поляризации следует применять с осторожностью.[1, С.242]

Таким образом, при определении удельной электрической проводимости твердых диэлектриков необходимо, чтобы значения I и Р, используемые при расчете, определялись бы лишь током проводимости и вклад в них поляризационных процессов, обусловленных движением связанных зарядов, был бы пренебрежимо мал. Для этого измерения / и Р следует проводить в специально выбранных условиях. Например, кинетику установления дипольной и ионной поляризации можно изучить в переменных электрических полях, а при измерениях / и Р в постоянном поле выбирать условия опыта так, чтобы токи, например, дипольной поляризации были пренебрежимо малы по сравнению с током проводимости. В этом случае можно определить значение средней по толщине образца истинной сквозной электрической проводимости диэлектрика как[5, С.14]

Существенный вклад в создание теории релаксационных явлений в полимерах внес Готлиб [62, с. 263, 283], причем наибольшее развитие получили работы, посвященные динамике изолированной цепи (растворы полимеров). В отличие от работ, в которых движение кинетических единиц, содержащих полярные группы, описывается как движение невзаимодействующих диполей с несколькими дискретными положениями ориентации, в работах Готлиба учитывался кооперативный характер переориентации диполей макромолекулы, приводящий к возникновению спектра времен релаксации. Расчеты показали, что в гибких карбоцепных полимерах в растворе диэлектрически активным является кооперативный вид движения, включающий согласованные поворотно-изомерные движения скелета цепи, внутреннее вращение в боковых группах и крупномасштабные низкочастотные крутильные колебания. Предполагается, что подобный механизм движения диполей имеет место при высоких температурах в пластифицированных полимерах в условиях ослабленного межцепного взаимодействия. С использованием модели малых колебаний описан процесс установления дипольной поляризации ниже температуры стеклования, который вызван, вероятно, колебаниями дипольных групп вблизи равновесного положения при наличии диссипативных сил, приводящих к релаксационным процессам в переменных полях. Модель малых колебаний рассмотрена в работе [63].[5, С.81]

Тщательное исследование [99] релаксации дипольной поляризации ниже температуры расслаивания расгворов фракций[5, С.114]

... отрезано, скачайте архив с полным текстом ! Полный текст статьи здесь



ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ МЕХАНИКА СТУДЕНТАМ!!!
Задачи по теоретической механике из сборника курсовых работ под редакцией А.А. Яблонского, Кепе, Диевского. Быстро, качественно, все виды оплат, СМС-оплата.
А также: Готовые решения задач по теормеху из методичек Тарга С.М. 1988 и 1989 г. и задачника Мещерского. Решение любых задач по термеху на заказ.
Если Вам нужны решения задач по Физике из методички Чертова А.Г. для заочников, а также решебнки: Прокофьева, Чертова, Воробьёва и Волькинштейна. Решение любых задач по физике и гидравлике на сайте fiziks.ru
Что самое приятное на любом из этих сайтов Вы можете заказать решение задач по другим предметам: химия, высшая математика, строймех, сопромат, электротехника, материаловедение, ТКМ и другие.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Бартенев Г.М. Курс физики полимеров, 1976, 288 с.
2. Бартенев Г.М. Физика полимеров, 1990, 433 с.
3. Рабек Я.N. Экспериментальные методы в химии полимеров Ч.2, 1983, 480 с.
4. Тагер А.А. Физикохимия полимеров Издание второе, 1966, 546 с.
5. Сажин Б.И. Электрические свойства полимеров Издание 3, 1986, 224 с.
6. Кабанов В.А. Энциклопедия полимеров Том 3, 1977, 576 с.
7. Каргин В.А. Энциклопедия полимеров том 1, 1972, 612 с.
8. Липатов Ю.С. Справочник по химии полимеров, 1971, 536 с.
9. Каргин В.А. Энциклопедия полимеров Том 1, 1974, 609 с.
10. Каргин В.А. Энциклопедия полимеров Том 3, 1977, 575 с.

На главную