Мегаобучалка Главная | О нас | Обратная связь  


Релаксационные переходы




Поможем в ✍️ написании учебной работы
Поможем с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой

 

Если напряжение, приложенное к полимеру, изменяется по гармоническому закону, то по такому же закону, но со сдвигом фаз, меняется дипольная поляризация. В этом случае частотные зависимости ε' и ε" описываются соотношением:

 

 

где ω - круговая частота; - время релаксации дипольной поляризации, характеризующее скорость ее установления при внесении образца в поле или скорость исчезновения при снятии поля; ε0 и ε - значения диэлектрической проницаемости при ω = 0 и ω = .

Диэлектрические потери существенно зависят от частоты приложенного поля со и температуры, что обусловлено релаксационным характером дипольной поляризации. Поскольку эти потери связаны в основном с наличием дипольной поляризации, характерной для полярных полимеров, значения tgδ для них большие, а зависимость tgδ - ω, T выражена гораздо более ярко по сравнению с неполярными. При низкой температуре и (или) большой частоте дипольная (тепловая) поляризация не успевает развиться, поэтому в этих условиях все полимеры ведут себя как неполярные. В области высоких температур и низких частот дипольная поляризация развивается полностью. Таким образом, ε' → min при ω→ ∞ и T → 0, ε' → max при Т → ∞ и ω → 0.



На частотных температурных зависимостях ε' и ε" наблюдается максимум в первом случае и перегиб - во втором (рис. 4.21) при удовлетворении условия

 

 

Это дает возможность рассчитать время релаксации, соответствующее данной температуре. Далее, зная ε' и ε", используя (4.46), можно получить зависимость tgδ от частоты и температуры. На этих зависимостях обнаруживается ряд максимумов (от 1 до 4), отождествляемых с существованием так называемых релаксационных переходов, т.е. со скачкообразным изменением характера релаксации. Если рассматривать зависимость tgδ – T, то в порядке уменьшения температуры релаксационные переходы, соответствующие максимумам, обозначаются как α, β, ү, δ.

 

 

α-Переход связан с дипольно-сегментальной поляризацией, он отражает «размораживание» или «замораживание» подвижности сегментов, другими словами, стеклование или расстекловывание полимера. Область максимума α-перехода соответствует температуре стеклования полимера.

Последующие переходы – β, ү, δ связаны с дипольно-групповой поляризацией, они соответствуют движению различных групп неподвижной макромолекулы - заместителей, фрагментов заместителей, отдельных связей, а также проворачиванию небольших участков основной цепи подобно вращению коленвала.

 

 

Из рис. 4.22 следует, что относительная величина максимумов, отвечающих α- и β-переходу, может изменяться, однако, чаще всего, наиболее значительный максимум относится к α-переходу. В данном случае α-переходу в полиметилметакрилате соответствует меньший максимум, что связано с тормозящим действием СН3- заместителя на скорость релаксации.

 

Синтетические металлы

 

Полимеры с сопряженными связями (ПСС) в определенных условиях обладают проводимостью, равной или близкой проводимости металлов, поэтому данный класс полимеров часто образно называют синтетическими металлами. К таким полимерам относятся как линейные полимеры, так и сшитые типа графита. Для ПСС характерны следующие свойства, обусловленные системой сопряжения:

низкий потенциал ионизации,

высокое сродство к электрону,

узкая энергетическая щель в спектре электронных возбуждений.

Одним из практически важных свойств ПСС является способность к образованию комплексов с переносом заряда с сильными донорами или акцепторами электронов. В результате электропроводность композиции возрастает на несколько порядков по сравнению с исходным ПСС. Такой процесс известен в литературе как допирование.

 

Таблица 4.7 Синтетические металлы - полимеры с системой сопряжения

 

Название полимера Допирующий агент Электропроводность, Ом-1·см-1
Цис-полиацетилен AsF5 3,5·103
Транс-полиацетилен AsF5 Na 2,2·103
Полидиацетилен СlО4- 1,8
Полиин СlO4- 0,13
Поли-n-фенилен AsF5 К 7,0
Поли-n-фениленвинилен AsF5 2,8·103
Полихинолин Na
Полипиридин - 0,4
Поли-n-фениленсульфид AsF5
Полибензотиофенсульфид AsF5
Полипиррол CIO4- ~103
Политиенилен CIO4- ~100
Полифуранилен СlO4- ~20
Нитевидные кристаллы графита AsF5 9,0·105
Политиазил Br2

 

 

Из табл. 4.7 видно, что все приведенные в ней допированные ПСС обладают металлической проводимостью, нижней границей которой считается значение, равное 0,1 Ом-1 см-1, а допированное графитовое волокно достигает проводимости меди. Считается, что синтетические металлы имеют большие перспективы практического использования в электротехнике, электронике и ряде смежных отраслей -при создании новых фотоизлучающих диодов, цветных дисплеев, источников тока большой мощности, ионных конденсаторов, солнечных батарей и многого другого, не говоря уже об их использовании как заменителей цветных металлов. Наиболее перспективным для практического использования в качестве синтетического металла считается полиацетилен. Однако у этого материла существует слабое место - быстрая окисляемость. От решения соответствующей проблемы зависит, как скоро полиацетилен появится в качестве товарного синтетического металла.

 




Читайте также:
Почему человек чувствует себя несчастным?: Для начала определим, что такое несчастье. Несчастьем мы будем считать психологическое состояние...
Почему двоичная система счисления так распространена?: Каждая цифра должна быть как-то представлена на физическом носителе...



©2015-2020 megaobuchalka.ru Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. (580)

Почему 1285321 студент выбрали МегаОбучалку...

Система поиска информации

Мобильная версия сайта

Удобная навигация

Нет шокирующей рекламы



(0.007 сек.)
Поможем в написании
> Курсовые, контрольные, дипломные и другие работы со скидкой до 25%
3 569 лучших специалисов, готовы оказать помощь 24/7