ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Поляризация из "Полимерные электреты Издание 2" Поляризация в общем случае складывается из следующих составляющих электронной поляризации, обусловленной смещением электронной плотности в атомах ориентационной поляризации диполей поляризации на границах раздела фаз (поляризации Максвелла—Вагнера), поляризации в результате смещения ионов. [c.78] Схема ориентации диполя. Диполь колеблется в сферической области с углом 0. [c.79] Индексы ТВ и в. э обозначают состояние полимера твердое и высокоэластическое состояние, выше температуры стеклования. [c.79] Поскольку полярные группы в полимере могут быть разного вида и размораживание их подвижности может происходить при разных температурах, график зависимости диэлектрической проницаемости от температуры имеет ступенчатый вид (рис. 55). Аналогичный вид имеет и зависимость е от логарифма частоты. [c.80] При достижении температуры стеклования отрезки цепей (сегменты) начинают двигаться как отдельные единицы. В один сегмент при этом может входить несколько полярных групп. Электрическое поле будет действовать на эти группы и, таким образом, на сегмент. Эффективный дипольный момент сегмента достаточно велик, поэтому увеличение диэлектрической проницаемости при размораживании сегментальной подвижности особенно велико. [c.80] Рассмотрим процесс поляризации при зарядке и разрядке конденсатора. [c.81] Медленное установление равновесного значения тока проводимости приводит, в частности, к ошибкам при определении р л полимеров. В зависимости от емкости образцов и от РС цепочки измерительной цепи будет меняться и измеряемое стандартное удельное объемное сопротивление, определяемое по току, проходящему через образец через 1 мин после приложения напряжения. [c.81] Поведение диэлектрика при медленном изменении напряжения близко к поведению при длительном воздействии постоянного напряжения. Выдержка под напряжением в течение 30 мин — времени, типичном для режима получения термоэлектрета, согласно (87) эквивалентно воздействию переменного напряжения с частотой 5-10 Гц. В связи с этим целесообразно рассмотреть экспериментальные результаты, полученные на полимерах при низких, инфразвуковых частотах. [c.83] Сх = В//св,С2 = /св/ / где В — константа, близкая к единице /ев — доля свободного объема при температуре стеклования Гс, равная 0,025 а/— температурный коэффициент увеличения доли свободного объема [последняя увеличивается с ростом температуры по уравнению fт=f в+af T—Гс)]. [c.83] Первый член экспоненты играет основную роль при Г Гс, а второй — при Г Гс, т. е. время релаксации зависит как от движения кинетических единиц через потенциальный барьер из одного положения равновесия в другое, так и от свободного объема (по В—Л—Ф). [c.83] Зависимости такого типа были получены для ПВА, ПММА, по-ли-п-хлорстирола и ПС. [c.83] Изучено изменение Ае = ест—е, и параметра распределения времен релаксации р от температуры для ряда полимеров ПВХ, ПВИБЭ, полиамида 6 в областях дипольно-групповых (найлон 6, ПВХ) и дипольно-сегментальных потерь (ПВХ, ПВИБЭ). [c.83] Полученные зависимости показаны на рис. 57. В области диполь-но-групповых потерь с понижением температуры (и частоты поля) интенсивность релаксации Ае падает до некоторого предела. Так же ведет себя и параметр распределения времен релаксации р. Таким образом, при низких частотах параметры Де и р будут меньше, чем при обычных (звуковых) частотах. В области дипольно-сегментальной подвижности с понижением температуры (и частоты поля) интенсивность релаксации растет, но резко уменьшается параметр распределения. Следовательно, при пониженных температурах дипольно-сегментальная подвижность вырождается. Аналогичные результаты были получены с ПММА. [c.84] Изменение диэлектрической проницаемости при низких частотах было изучено на ПВХ в [119, с. 138]. Измерения проводили при 10+ Ч-10 5 Гц (при выдержке под напряжением в течение 10000 с). Результаты показаны на рис. 58. При понижении температуры (частоты поля) наблюдали резкое повышение е вблизи Тс- Максимум имеет место при 350 К. Полагают, что огибающая (показана пунктиром) отвечает температурной зависимости статической диэлектрической проницаемости. Максимальные экспериментально определенные значения е равны 22,2 при 87 °С. По экстраполяции нашли, что е = 37 при 81,3 С. [c.84] 36-10 . Зная п и е, можно оценить число мономерных звеньев в сегменте в зависимости от температуры, предполагая, что сегмент — жесткая палочка. [c.85] Расчеты показывают, что число мономерных звеньев в сегменте растет с понижением температуры (увеличением времени воздействия постоянного напряжения) с 2,4 при 152 °С до 4,5 при 87 °С и 7,5 при 81,3 С. Полученные результаты свидетельствуют о том, что с понижением температуры,в движении участвует все большая по размеру кинетическая единица, для достижения равновесия требуется все большее время (до 300 лет). Отмечают, что резкое возрастание е-вблизи Тс подобно наблюдаемому в сегнетоэлектриках вблизи точки Кюри. [c.85] Обращает на себя внимание разница в поведении аморфных и кристаллических полимеров. Если в аморфных полимерах Ае повышается при снижении частоты поля вблизи Гс, то в кристаллических, наоборот, снижается. Разницу в поведении аморфных и кристаллических полимеров качественно можно объяснить повышением кооперативности движения сегментов с понижением частоты. Возрастание кооперативности повышает среднюю длину дви- жущейся кинетической единицы (кинетический сегмент), но наличие кристаллитов фиксирует отдельные участки цепей, вследствие чего число сегментов, участвующих в подвижности, снижается, что и приводит к снижению измеряемого значения Ае. [c.85] Вернуться к основной статье