Влияние барьерного разряда на электрофизические свойства полиимидных пленок
Дипломная работа - Химия
Другие дипломы по предмету Химия
и пленок в комнатных условиях.
В работе [75] продолжено сравнительное исследование действия плазмы тлеющего НЧ-разряда на свойства и структуру полиимидных пленок ПМ, Upilex S и Upilex R. Авторы отмечают, что наибольшие изменения контактных углов смачивания, поверхностного потенциала и адсорбции воды пленкой наблюдались для Upilex S. Методом ИК-спектроскопии МНПВО было установлено, что для всех типов исследовавшихся полиимидных пленок процесс плазмохимической модификации приводит к раскрытию имидных фрагментов в поверхностном слое полиимида и образованию NH в полярных амидных группах (3400 см1) и OH в несвязанных карбоксильных группах (3500 см1).
В работе [76] обсуждался механизм активации поверхности полиимидной пленки в двухслойной полиимиднофторопластовой структуре в плазме барьерного разряда и влияние плазменной обработки на структуру и свойства пленки ПМ. Было сделано предположение об электростатической природе адгезии данных полимеров, и установлено, что исходная полиимидная пленка имеет высокий отрицательный электрический заряд. Различные варианты односторонней обработки переменным током существенно изменяли величину заряда, однако не меняли его знак. Двухсторонняя обработка пленки барьерным разрядом переменного тока практически не изменяла величины заряда. При этом четкой связи между величиной заряда и стабильностью адгезионной прочности сварного соединения установлено не было.
После обработки в плазмласта, существенно повышается. Однако путем только плазменной обработки добиться стабильно высоких значений адгезионной прочности не удавалось. Прочность соединения колебалась случайным образом для одних и тех же образцов от 50 до 500 г/см. В результате проведенных экспериментов было установлено, что стабильность адгезионной прочности сварного соединения можно значительно повысить путем механической очистки поверхности полиимида. Наилучший эффект был получен при проведении механической очистки после плазменной обработки.
Сорбция воды в полиимидах может существенно повлиять на их электрические и механические свойства. В работе [114] изучалась сорбция воды полиимидной пленкой при ее выдержке в условиях с различным содержанием водяных паров. Авторами [114] установлено, что максимальная степень увлажнения полиимида при выдержке в среде с 98%ной влажностью составила 2,3%. На основании этих данных был сделан вывод, что исследуемая полиимидная пленка имеет довольно высокую гигроскопичность.
Рис. 1.20. Зависимости ?``(Т) высушенной полиимидной пленки [44]
В работе [44] исследовано влияние влажности на основные характеристики полиимида. При нагревании образца вода уходит из ячеек полиимида. На рис. 1.20 представлена температурная зависимость мнимой части комплексной диэлектрической проницаемости ?`` высушенной в течение 2 дней полиимидной пленки на различных частотах. На рис. 1.21 представлена температурная зависимость ?`` для пленок с различной степенью увлажнения. Видно, что при увлажнении возрастает основной максимум, характерный для неувлажненной пленки, и появляется еще один низкотемпературный пик, обусловленный присутствием воды.
Рис. 1.21. Зависимости ?``(Т), соответствующие разной степени увлажнения полиимидной пленки [44]
После разделения пиков построена зависимость ?`` = f(T) для низкотемпературного максимума (рис. 1.22). Из рис. 1.22 видно, что ? полиимидных пленок при комнатных температурах в результате абсорбции воды возрастает на 20%. Авторы выделяют два различных участка молекулы полиимида, к которым по их мнению может прикрепляться молекула воды: один - кислород в эфирной связи и другой - четыре карбонильные группы (рис. 1.23). При низких уровнях влажности сорбция влаги к карбонильным группам более вероятна, чем сорбция к кислороду [44]. Высокотемпературный пик зависимости ?``(T) наблюдается даже при низких уровнях влажности, что позволяет связать его с водой, абсорбированной на карбонильных группах. Низкотемпературный пик проявляется только при высокой влажности, что, скорее всего, связывает его с водой, абсорбированной на кислороде в эфирной цепи.
Рис. 1.22. Зависимости ?`(Т), соответствующие низкотемпературному максимуму [44]
Релаксация электрического заряда в полиимидных пленках в условиях повышенной влажности изучалась в [115]. Авторы рассматривали изотермическую и термостимулированную релаксацию объемного заряда заряженных в короне пленок. Согласно их результатам, изотермическая релаксация электрического заряда в полиимиде существенно ускоряется в условиях 98%-ной влажности, причем заряд полностью релаксирует в течение 120 минут.
Рис. 1.23. Пространственная структура полиимида с указанием возможных мест присоединения молекулы воды [44]
Этот факт объясняется появлением дополнительных носителей заряда из-за диссоциации молекул воды в электрическом поле электрета. В то же время авторами [115] получено смещение спектров токов ТСД в область более высоких температур при выдержке образцов в условиях повышенной влажности, что выглядит противоречащим предыдущему результату.
Таким образом, вопрос о влиянии повышенной влажности на релаксацию заряда в полиимидных материалах остается открытым.
.6 Электретное состояние в полимерных пленках
Всем диэлектрикам в той или иной степени присуще электретное состояние. Релаксация заря