Некоторые электрические свойства полимеров

Наша книга не претендует на охват всех разделов физики н механики полимеров. В трех ее частях представлены наиболее важные сведения о строении и свойствах полимеров. В первой рассмотрены строение, физические состояния, кристаллизация и стеклование как основные фазовые и релаксационные переходы, статистическая и молекулярная физика макромолекул и полимерных сеток, а также некоторые вопросы термодинамики механических свойств полимеров. Во второй рассмотрены механические, электрические, магнитные и оптические свойства, относящиеся к релаксационным явлениям в полимерах. В третьей представлены важнейшие тепловые и механические свойства, связанные с прочностью и разрушением, а также с трением и износом полимеров. [c.8]

Биологическая коррозия пластифицированных полимеров вызывается микроорганизмами, главным образом плесенью. Плесень способствует конденсации водяных паров, ухудшению механических и электрических свойств пластифицированного материала. В ряде случаев проблема стойкости пластифицированных полимеров к действию плесени рассматривается вообще как проблема стойкости пластификаторов, поскольку некоторые виды плесени используют в качестве источника питания пластификаторы, входящие в состав композиций. При воздействии плесневых грибов на пластифицированный ПВХ разрушающее напряжение при растяжении и напряжение при двойном удлинении увеличивается, а относительное удлинение при разрыве уменьшается (рис. 4.15, а). Морозостойкость по Клашу — Бергу сдвигается в область высоких температур. По мнению авторов [381], эти данные свидетельствуют о том, что эластичность пленок уменьшается в результате разрушения пластификатора плесневыми грибами. В момент воздействия микроорганизмов (их вводили на 15-ые сутки) удельное поверхностное электрическое сопротивление уменьшается, а удельное объемное электрическое сопротивление остается без изменений (рис. 4.15,6). Это свидетельствует о воздействии на материал плесневых грибов с поверхности [381], при этом потеря пластификаторов (ДОС, ДОА) составляет 30 /о, что вызывает значительную усадку пленок, достигающую 15—20% от линейного размера образца. [c.187]

НЕКОТОРЫЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ свойства полимеров [c.231]

Изучение релаксационных процессов играет огромную роль в понимании и определении свойств полимеров и материалов на их основе. Поэтому для оценки физико-механических и некоторых других свойств полимеров, например электрических, необходимо всегда помнить, что в зависимости от временных режимов испытания свойства полимеров могут резко изменяться. Все физические и физико-химические процессы, протекающие в полимерах, в той или иной степени связаны с релаксационными явлениями в них. [c.373]

Эффекты дисторсии такого типа, в общем, пропорциональны расстоянию от объекта о и изображения до образца пластмассы. По этой причине, помимо требований, предъявляемых к механическим и электрическим свойствам полимера (которые в некоторых случаях могут быть исключительно жесткими) при использовании разного рода прозрачных пластмассовых покрытий, таких, как диски с делениями и предохранительные покрытия различных схем, следует уменьшать до минимума расстояние от покрытия до объекта ц. В различных защитных устройствах ми-при уменьшении расстояния [c.184]

Кроме этих двух основных и прямых методов обнаружения фазового перехода в полимерах, связанного с их кристаллизацией, существует и практически используется ряд косвенных методов. К ним следует отнести изменение оптических свойств, например возникновение двойного лучепреломления, появление для некоторых полимеров в процессе кристаллизации новых полос поглощения в инфракрасной области спектра, что связано с фиксацией определенных конформаций молекул, входящих в кристаллическую решетку полимера, и, наконец, изменение всего комплекса механических и электрических свойств полимера [3]. Некоторые из этих изменений свойств высокомолекулярных веществ в процессе кристаллизации будут рассмотрены позднее, при описании основных форм кристаллического состояния полимерных веществ. [c.174]

В предыдущих разделах электрические свойства полимеров рассматривались в связи с их ионной проводимостью и диэлектрической релаксацией. Однако в ряде случаев наблюдаются явления, которые не могут быть объяснены с помощью этих механизмов. К ним относятся возникновение термоэлектричества, детектирование тока и возникновение проводимости под действием радиоактивного облучения. Все перечисленные явления отрицательно влияют на свойства полимеров как изоляторов, но указывают на потенциальные возможности качественно нового применения полимеров. Поль рассмотрел результаты ряда работ, в которых исследовались полупроводниковые свойства полимеров. Он указал, что в некоторых случаях полимерные полупроводники могут успешно использоваться вместо обычных неорганических (германия, кремния, теллурида висмута). [c.166]

Эффекты дисторсии такого типа, в общем, пропорциональны расстоянию от объекта (1о и изображения до образца пластмассы. По этой причине, помимо требований, предъявляемых к механическим и электрическим свойствам полимера (которые в некоторых случаях могут быть исключительно жесткими) при использовании разного рода прозрачных пластмассовых покрытий, таких, как диски с делениями и предохранительные покрытия различных [c.184]

Причем / реактивное включает в себя и / абсорбированное, т. е. и потери в диэлектрике. Потери в полимерных диэлектриках силь-но зависят от частоты, и далеко не все полимеры могут применяться при СВЧ. Связь этих характеристик со строением полимера можно проследить по табл. 15.12, в которой приведено только ограниченное число полимеров для иллюстрации (эти данные для многих полимеров имеются в специальной справочной литературе). Радиоактивное излучение влияет и на физико-механические и на электрические свойства, но в меньшей степени подвержены этому воздействию полимеры, содержащие циклы бензольных колец. Полимеры, содержащие сопряженные двойные связи не только между атомами углерода, но и азота, обладают полупроводниковыми свойствами. Некоторые полимеры получают свойства полупроводников в результате соответствующей тепловой обработки — [c.503]

Электрические показатели полиамидов, хотя и ниже показателей некоторых других термопластов, в особенности полиолефинов и полистирола, являются тем не менее вполне удовлетворительными при использовании деталей в условиях воздействия низких частот. Почти все электрические свойства полиамидов сильно зависят от содержания влаги в полимере, н на возможность использования того или иного полиамида в конкретных ситуациях значительное влияние оказывает его способность сорбировать влагу. Другими факторами, влияющими на электрические свойства полиамидов, являются температура, частота электрических колебаний, степень кристалличности, соотно-щение СНз СОЫН и толщина изделия. Роль этих факторов иллюстрирует табл. 3.14. [c.156]

Рассмотрим связь между электрическим смещением В и напряженностью электрического поля в полимерном диэлектрике. Воспользуемся некоторыми представлениями, которые были развиты [1]1 для описания процессов акустической релаксации в полимерах. Так как аналогия между процессами акустической и диэлектрической релаксации основана на глубокой физической общности этих явлений, то естественно было попытаться использовать изложенные ранее представления [2] для исследования диэлектрических свойств полимеров. Электрическое смещение в изотропной среде может быть представлено в виде [c.183]

Основными задачами теории, описывающей вязкоупругое поведение полимеров, является установление зависимости этих параметров от частоты и температуры, а также зависимости от химического строения и физической структуры. Существует несколько способов описания вязкоупругих свойств полимеров [1]. Одни из них основаны на использовании механических или электрических моделей, т. е. на применении методов электромеханической аналогии, другие — на использовании уравнений последействия Больцмана — Вольтерры [2, 3]. Один из возможных способов описания вязкоупругого поведения полимеров основан на теории упругости и некоторых представлениях термодинамики необратимых процессов [4]. [c.238]

Молекулы всех рассмотренных нами синтетических полимеров имеют углеродный каркас. Эти полимеры, а также большое количество аддитивных полимеров нашли применение во многих областях техники и в быту. Однако предстоит сделать еще очень. много для создания новых полимерных материалов. Особенно велика потребность в полимерах, обладающих очень высокой термической стабильностью, устойчивостью к радиации, некоторыми особыми электрическими свойствами такие полимеры нужны для сверхзвуковых реактивных самолетов, космических кораблей, спутников и межпланетных станций. Органические конденсационные полимеры образованы за счет мостиков, которыми обычно являются атомы кислорода и азота, чувствительные к действию химических агентов даже аддитивные полимеры, каркас которых построен только из атомов углерода, разрушаются под действием радиации и редко выдерживают температуры выше 250 °С. [c.361]

При пиролизе некоторых полимеров в определенных условиях образуются структуры больших систем конденсированных ароматических колец с интересными электрическими свойствами 10, 115]. Если предварительно подвергнуть окислению пространственный сополимер стирола и дивинил-бензола, то выход продукта типа графита повышается от 6 до 47%. Большая часть кислорода выделяется при температурах ниже 700° в виде СО или СОг, при более высоких температурах конденсация продолжается с выделением водорода. Интенсивность сигнала электронного парамагнитного резонанса максимальна для полимера, нагретого до 500°, что характерно для некоторых бирадикальных конденсированных ароматических систем [115]. Степень графитизации сильно зависит от природы исходного полимера например, поливинилхлорид склонен в большей степени давать графитизирован-ный уголь, чем поливинилиденхлорид [43]. Пиролиз полиакрилонитрила в присутствии амина как катализатора протекал по следующей схеме (согласно данным инфракрасных спектров) [66] [c.269]

Полимеры находят широкое применение в качестве электроизолирующих материалов. Часто полимеры, применяемые как конструкционные материалы, должны наряду с прочностными иметь и хорошие электрические свойства. В некоторых специальных случаях требуются пластмассы, обладающие повышенной электропроводностью. [c.41]

Здесь будут рассмотрены некоторые основные понятия, с помощью которых обычно описывают диэлектрические свойства материалоЕ, а также важные для практических целей частотную и температурную зависимости показателей этих свойств. Общую математическую теорию рассматриваемого явления можно найти в цитируемой литературе. Качественное описание связи между молекулярным строением полимера и его электрическими свойствами, сделанное Гофманом , воспроизводится нил е с небольшими добавлениями. [c.123]

Выше было рассмотрено влияние температуры и влажности среды, частоты, напряженности электрического поля и состава полимеров на их электрические свойства. Некоторую роль играют также и другие, не рассмотренные выше факторы. Поэтому в тех случаях, когда электрические свойства играют определяющую роль в выборе материала, необходимо определять их в предполагаемых условиях эксплуатации. Довольно часто для характеристики электрических свойств материала используют величину тангенса угла диэлектрических потерь при 1000 гц или 1 Мгц. Как было показано выше, такая характеристика совершенно недостаточна и часто может лишь вводить в заблуждение. Измерение диэлектрических характеристик материала и сопротивления при постоянном токе могут использоваться для косвенной оценки тех или иных превращений, происходящих в полимере. Например, с помощью этого метода можно проследить за ходом процесса сшивания полимера, определить присутствие в нем влаги или таких дефектов, как пустоты г расслоения наполнителя и связующего в слоистых пластиках. Прл этом очень важно правильно подобрать условия эксперимента температуру, напряжение, частоту. Так, присутствие влаги лучше всего обнаруживается при частоте около 1 гц для этих испытаний была создана специаль- [c.164]

Пластифицированные пигментные пасты имеют практически неограниченную стойкость, хотя некоторые пигменты и оседают при длительном хранении. Такое осаждение можно предупредить простым перемешиванием. Хотя пластификатор и не участвует в реакции, а диспергирован в массе готового полимера в виде, так сказать, инородного тела, осложнений, как то значительного понижения механических и электрических свойств готовых изделий, при обычных в практике концентрациях добавок не возникает. [c.306]

Искусственно созданные органические вещества могут служить также источником открытий п областях науки, казалось бы, никак не связанных с оргаьшческой химией. Наглядным примером могут служить работы, направленные ш создание органических проводников и сверхпроводников. Неспособность типичных органических соединений проводить электротеский ток известна с давних пор. Действительно, именно изолирующие свойства полимеров обусловили их широчайшее внедрение в практику п качестве всевозможных покрьггий. Однако в последние десятилетия бьыо найдено, что некоторые типы полимеров могут проявлять свойства проводников, Так, полимеры общей формулы —(СН=СН)п получаемые полимеризацией ацетилена в условиях реакции Циглера—Натта, приобретают свойства металлических проводников при допировании (частичном окислении мягкими окислителями типа иода). Электропроводность допированного полиацетилена может быть очень значительной (10 См/см), всего лишь на два порядка меньше, чем, например, у серебра(10 См/см ср, с величиной 10- См/см для почти идеального изолятора, тефлона). Важность этого открытия бьша очевидной, и за ним последовал взрывоподобный рост активности в области поиска других органических соединений с подобными свойствами [36]. Помимо полиацетиленов, другие полимеры, содержащие длинные сопряженные цепи, такие, как поли-фенилен, полипиррол или полианилин", также обнаружили способность проводить электрический ток в различных условиях [37]. [c.57]

В последние годы благодаря успехам органического синтеза удалось получить много различных по химическому составу полимеров с системой сопряженных кратных связей. Представители этого нового класса веществ обладают особыми свойствами, отличающими их от большинства органических соединений. По своим электрическим и магнитным свойствам эти полимеры, так же как и некоторые природные соединения (конденсированные ароматические системы, гли), близки к неорганическим полупроводниками парамагнетикам. В связи с этим, прежде чем перейти к рассмотрению особенностей свойств полимеров с сопряженными связями, необходимо кратко изложить некоторые общие положения об электрических и магнитных свойствах твердого тела [c.274]

Ферри и сотр. показали, что температурные зависимости всех механических и электрических свойств аморфных полимеров при температурах выше их температур стеклования могут быть описаны одной эмпирической функцией ат, которая представляет собой отношение значений времен релаксации при температуре Т и некоторой температуре Ts, принятой за стандартную. [c.147]

Важно иметь в виду, что в процессе прямой прививки всегда образуется некоторое количество гомополимера в результате полимеризации облученного мономера, а также реакции прививки [см. уравнение (2), стр. 56]. Образование наряду с привитым продуктом гомополимера может приводить к нежелательным последствиям из-за несовместимости большинства полимеров и тенденции их смесей к расслаиванию. Поэтому такие смеси имеют низкие физические, оптические и электрические свойства. С другой стороны, прямой радиационный метод удобен тем, что образующиеся при этом полимерные радикалы основной цепи легкодоступны и быстро вступают в реакцию. Поэтому неудивительно, что разработан ряд приемов, позволяющих снижать количество образующегося гомополимера. Это особенно очевидно при анализе патентной литературы. [c.58]

Если в полимерном образце создать электрическое поле, то дипольные моменты отдельных кинетических элементов или атомных групп будут стремиться ориентироваться в этом поле. Такой процесс ориентации и представляет собой поляризацию полимерного диэлектрика. Если убрать внешнее электрическое поле, то вследствие теплового движения отдельных кинетических элементов через некоторое время поляризация полимерного образца уменьшится до нуля и система вернется в прежнее равновесное (или квазиравновесное) состояние. Такой процесс перехода к равновесию называется диэлектрической релаксацией и характеризуется временем релаксации т . Если к полимерному диэлектрику приложить переменное электрическое напряжение, то очевидно, что диэлектрические свойства полимера будут зависеть от соотношения между частотой приложенного электрического напряжения О) и временем диэлектрической релаксации т,. [c.256]

Диэлектрические свойства полимеров непосредственно связаны с релаксационными явлениями и, так же как механические свойства, в значительной степени ими определяются. Поэтому на основании изучения диэлектрических свойств делаются некоторые заключения о природе и механизме релаксационных процессов в полимерах. Проводя дальше аналогию между исследованием релаксации механическим и электрическим способами, необходимо отметить, что эти исследования часто основываются на одинаковом принципе, заключающемся в сопоставлении температурно-частотных зависимостей диэлектрических и механических потерь для полимеров разного строения. Эти потери характеризуются тангенсом угла диэлектрических и механических потерь б, диэлектрической проницаемостью е и модулем упругости. [c.177]

Так же как и в других случаях, при облучении полимерных веществ происходит образование ионов и свободных электронов. Образование этх частиц приводит к изменению электрических свойств полимеров, что проявляется в возникновении или увеличении их электропроводности. Так было установлено увеличение электропрозодности полистирола и некоторых других полимеров под действием рентгеновского излучения [108]. Электропроводность полимеров в течение облучения возрастает до Некоторого стационарного значения, величина которого зависит от интенсивности излучения. После прекращения облучения электропроводность падает до первоначальной величины. Увеличение электропроводности может быть весьма значительным. Например, электропроводность стирола возрастает в 2000 раз при интенсивности излучения 100 р/мин. При исследовании электропроводности полиэтилена под действием уизлучения было найдено [109], что зависимость проводимости (а) от интенсивности излучения (/) меняется по закону сг РА. Для показателя степени при / был также найден ряд других значений например, 0,85 —для полиэтилена, 1—для пластифицированного и 0,55 — для непластифицированного полиметакрилата [110], 0,71 и 1—для политетрафторэтилена [111]. [c.268]

Причина застудневания состоит в возникновении связей между молекулами высокомолекулярного вещества, которые в растворе представляли собою кинетические отдельности. Между молекулами полимера в растворе могут образовываться кратковременные связи, приводящие к возникновению ассоциатов. Однако если средний период существования связей между макромолекулами становится, очень большим (практически бесконечным), то ассоциаты не будут распадаться и возникшие образования проявляют в некоторой степени свойства твердой фазы. Постоянные связи между молекулами в растворах высокомолекулярных веществ могут образовываться в результате взаимодействия полярных групп макромолекул или ионизированных ионогенных групп, несущих электрический заряд различного знака, и, наконец, между макромолекулами могут возникать химические связи (например, при вулканизации каучука в растворе). Таким образом, застудневание есть не что иное, как процесс появления и постепенного упрочнения в застудневающей системе пространственной сетки. При этом для застудневания растворов высокомолекулярных веществ характерно, что связи образуются не по концам кинетических отдельностей, как это происходит при переходе в гель лиозолей с удлиненными жесткими частицами, а могут возникать между любыми участками гибких макромолекул, лишь бы на них имелись группы, которые могут взаимодействовать друг с другом. [c.482]

Радиоак1ивное излучение влияет и на физико-механические свойства, и на электрические свойства, но в меньшей степени подвержены этому воадействию полимеры, содержащие циклы бензольных колец. Полимеры, содержащие сопряженные двойные связи не только между атомами углерода, но и азота, обладают полупроводниковыми свойствами. Некоторые полимеры получают свойства полупроводников в результате соответствующей тепловой обработки — пиролизаты. Примером такого полимера может служить полиакрилонитрил [c.520]

Получившиеся полимеры характеризуются молекулярными весами и некоторыми механическими и электрическими свойствами. Однако для определения молекулярного веса получавшихся полимеров брали только растворимую в тетралине часть полимеров, а не весь полимер (содержание же в разных полимерах растворимой части колебалось от 30 до 90%). [c.776]

Ферри И сотр, показали, что температурная зависимость всех механических и электрических свойств аморфных полимеров выше их температур стеклования может быть описана одной эмпирической функцией ат, котора51 представляет собой отношение значений времен релаксации при температуре Т н некоторой темпера туре /о [c.174]

ПЭ — неполярйый полимер, превосходящий по ди электрическим свойствам многие известные диэлектрик [35, с, 25 43]. Особенно характерно для него незначи тельное изменение диэлектрических свойств в шиpoкo диапазоне температур и частот. Некоторое различие I [c.32]

Полярность основного звена привела к ухудшению некоторых диэлектрических свойств, в особенности тангенсов угла диэлектрических потерь ПТФХЭ, что ограничивает его применение при высоких частотах. Однако благодаря высоким значениям электрического сопротивления, электрической прочности и дугостойкости полимер является ценным диэлектриком при низких частотах. Вследствие несмачиваемости водой и отсутствия водопоглощения высокие электрические свойства, поли- [c.66]

Большое количество изделий из пластмасс находит широкое применение лишь потому, что их стоимость удалось снизить до уровня стоимости аналогичных изделий, изготовленных из обычных материалов. Это достигается за счет добавления в полимер различных наполнителей, таких, например, как глина,, древесная мука и кремнезем. Эти дешевые и инертные вещества вводятся в полимеры для снижения их стоимости. Однако, помимо этого, наполнители придают материалу ряд ценных, свойств . Коэффициенты расширения пластмасс выше, чем у большинства неорганических материалов, с которыми их сравнивают. Поэтому добавление неорганических наполнителей снижает усадку и коэффициент объемного расширения, но повышает жесткость, теплопроводность и электрическую прочность полимеров . При полимеризации некоторых полимеров выде- [c.180]

Перечень вопросов, рассматриваемых в этой книге, естественно, ограничен. Выбор свойств, который является довольно произвольным, основывался на уверенности, что они являются фундаментальными по природе и представляют широкий интерес в первую очередь для инженеров-химиков. Не рассматривались электрические свойства, а также физико-химические свойства, отличные от некоторых свойств, определяемых из термодинамики, таких как энтальпия и энергия образования Гиббса. Сложная область свойств полимеров и кристаллов освещена Бонди [1] и Ван-Кревеленом [5]. [c.18]

На рис. 105 показано влияние продолжительности выдержки некоторых слоистых пластиков в атмосфере с 96%-ной относительной влажностью на их электрические свойства. Из приведенных данных видно, что электрические свойства стеклоткани с кремнийорганическим связующим очень быстро изменяются во влал ной атмосфере, но изменения, соответствующие равновесным условиям для этого пластика, значительно меньше, чем у других испытанных образцов. Можно предположить, что относительно небольшие количества влаги, поглощаемые этим материалом, абсорбируются в основном на границе раздела стекло — полимер. У других слоистых пластиков наблюдается весьма значительное увеличение тангенса угла диэлектрических потерь в пределе диэлектрические потери становятся примерно равными диэлектрическим потерям воды. Вероятно, в этих случаях влага находится не в связанном, а в относительно свободном со- [c.155]

Можно ожидать, что полимер, состоящий из атомов неметаллических элементов, будет напоминать полиэтилен (СНг) и другие характерные полимеры. В некоторых отношениях это так и есть, но он обладает и некоторыми уникальными свойствами. Например, он имеет вид металла и проводит электрический ток так же хорошо, как металлическая ртуть. Более того, при охлаждении почти до абсолютного нуля он становитс.я сверхпроводником. Нужно отметить, что эти свойства проявляются только в очень чистом материале, полученном из предельно чистых исходных веществ. [c.16]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология