Влияние барьерного разряда на электрофизические свойства полиимидных пленок
Дипломная работа - Химия
Другие дипломы по предмету Химия
тока ТСД:
, (2.30)
Варьируя в (2.30) значения Im, Tm и W, можно добиться совпадения измеренной и раiетной зависимостей тока ТСД при условии, что мы имеем дело с кинетикой релаксации заряда Iго порядка. Пример разложения спектра токов ТСД на один элементарный пик представлен на рис. 2.25.
При анализе сложного спектра токов ТСД кривая представляется в виде суммы отдельных токов, каждый из которых соответствует элементарному релаксационному процессу с кинетикой первого порядка:
, (1.31)
где Iiтсд записывается в соответствии с (2.30).
Рис. 2.25. Спектры токов ТСД полиимидной пленки, полученные экспериментально и в результате раiета методом подгонки на основе модели Дебая
ГЛАВА 3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ
.1 Химические и структурные изменения в полиимидных пленках в
результате их обработки в барьерном разряде
Изменения поверхности и структурного состава полиимидных пленок марки ПМА российского производства (ОАО НЗСП) при их обработке в барьерном разряде изучалось на образцах толщиной 40 мкм квадратной формы размером 40х40 мм. С этой целью они помещались в ионизационную ячейку, в которой подвергались действию разрядов. Обработка пленок производилась при нормальном атмосферном давлении в воздухе. Время обработки варьировалось от 1 до 8 часов.
В результате обработки в разряде поверхность полиимидной пленки изменяется, на ней образуется рыхлый непрозрачный слой, свидетельствующий о структурных изменениях поверхности. В процессе взаимодействия газового разряда с полимером происходит деструкция (эрозия) поверхности полимера и образование новых функциональных групп в приповерхностном слое, что приводит к изменению рельефа образца. Информация об изменении рельефа в процессе такого взаимодействия может оказаться полезной для понимания механизма протекающих процессов.
Изменения поверхности полиимидных пленок после их модификации в барьерном разряде наблюдались с помощью оптического микроскопа Microcolor, обеспечивающего усиление в 80 раз. На поверхности исходной пленки было обнаружено большое количество выступов, бугров, царапин различного размера (рис. 3.1). Такая структура, возможно, связана с несовершенством технологии ее получения. После обработки поверхность пленки становится рыхлой (рис. 3.2) и на ней возникают отдельные более крупные дефекты - кратеры. Эти данные хорошо согласуются с результатами, полученными в работе [76]. Аналогичные результаты были получены методом электронной микроскопии при увеличении в 2000 раз (рис. 3.3 - 3.4).
Рис. 3.1. Изображение поверхности исходной полиимидной пленки
Рис. 3.2. Изображение поверхности обработанной в барьерном разряде полиимидной пленки. Размеры выделенного дефекта: длина - 70 мкм, ширина - 24 мкм
Широко применяемым методом определения продуктов взаимодействия полимеров с газовыми разрядами является инфракрасная спектроскопия. Метод нарушенного полного внутреннего отражения (МНПВО), как один из вариантов ИКспектроскопии, наиболее эффективен при исследовании образцов, подвергнутых действию разряда, поскольку продукты реакции образуются в тонком поверхностном слое толщиной порядка мкм и долей мкм.
Рис. 3.3. Фотография поверхности исходного образца полиимидной пленки
Рис. 3.4. Фотография поверхности образца полиимидной пленки после обработки в барьерном разряде в течение 30 мин
Для исследования и идентификации продуктов, образующихся в полиимидных пленках при действии барьерного разряда, были изучены инфракрасные спектры МНПВО исходных и обработанных в разряде образцов. Известно, что состав и пространственное распределение продуктов, образующихся на поверхности и в приповерхностном слое полимера при взаимодействии с газовым разрядом, могут изменяться во времени после прекращения облучения. Этот эффект называется процессом регенерации и зависит от структуры полимера, времени его хранения, состава окружающей среды и температуры. Регенерация структурных свойств выдержанных после модификации в барьерном разряде в течение 2 месяцев при нормальных условиях полиимидных пленок изучалась методом МНПВО. Спектры МНПВО для исходных, обработанных в барьерном разряде, а также для выдержанных после обработки образцов полиимидной пленки приведены на рис. 3.5.
Величины оптической плотности D каждой из рассматривавшихся полос пропускания расiитывались по формуле:
,(3.1)
где I0, I, - интенсивность света, падающего на образец и прошедшего через него, соответственно.
Раiет D всех полос проводился относительно величины оптической плотности D0 фундаментальной полосы 1020 см1, относящейся к колебаниям ароматического кольца и не изменяющейся в условиях экспериментов. При идентификации полос поглощения использовалась справочная и периодическая литература [148-155]. Относительные оптические плотности D' = D/D0 изученных полос исходных, обработанных и регенерировавших в течение 2 месяцев после обработки пленок приведены в табл. 3.1.
Установлено, что при обработке полиимидных пленок в барьерном разряде происходит уменьшение величины D' полос 1720-1780 и 720-740 см1 (валентные и деформационные колебания С=О), а так же полосы 1380 см1 (валентные колебания CN) и полос 1228 и 916 см1 (валентные и деформационные колебания СOC).
Рис. 3.5. Инфракрасные спектры МНПВО исходной (1), обработанной в барьерном разряде (2) и выдержанной после