Влияние барьерного разряда на электрофизические свойства полиимидных пленок
Дипломная работа - Химия
Другие дипломы по предмету Химия
этом, чем выше энергия связи, тем сильнее снижение частоты. Исходя из этого, можно соотнести полосу 3670 см1 со слабо связанной (свободной) водой в объеме полимера, полосу 3640см1 - со средне связанной водой, а полосу 3560 см1 - с сильно связанной водой.
Таблица 3.4. Относительные оптические плотности D' полос поглощения предварительно увлажненных и выдержанных при различных температурах пленок
ТемператураЗначения D' рассматривавшихся полос3670 см13640 см13560 см1Т = 23С0,4710,5340,357Т = 30С0,3880,4800,332Т = 40С0,2230,3670,304Т = 50С0,0840,2520,265Т = 60С0,0400,1360,213Т = 70С0,0160,0640,168Т = 80С0,0110,0270,097Т = 90С0,0060,0170,052Т = 100С-0,0080,022Т = 110С-0,0040,017Т = 120С--0,013Т = 130С--0,008Т = 140С--0,005Т = 150С--0,003Т = 160С---
Выводы:
. Установлено, что после обработки в барьерном разряде поверхность полиимидной пленки изменяется и на ней образуется рыхлый непрозрачный слой. При этом рельеф образцов становится более однородным, однако на нем наблюдается возникновение локальных дефектов - кратеров.
. Изменения структуры пленок изучались методом ИКспектроскопии. Показано, что под действием разряда уменьшается интенсивность полос поглощения на ИКспектрах МНПВО пленок ПМ, связанных с имидными циклами и ароматическими эфирными связями в молекулах полиимида. При этом усиливаются полосы, обусловленные ростом концентрации групп COOH, NH и NH2, а также воды, что позволяет предполагать разрушение имидных циклов по гидролитическому механизму. Установлено, что выдержка при нормальных условиях в течение 2 месяцев приводит к частичной регенерации структуры модифицированных в барьерном разряде полиимидных пленок.
. Изучены процессы сорбции влаги в исходных и прогретых после обработки в барьерном разряде полиимидных пленках. Установлено, что в результате модификации поверхности полиимидной пленки в барьерном разряде происходит не только проникновение влаги в полимер, но и изменение способности пленки накапливать воду. При этом гигроскопичность пленок повышается на 20 - 25%.
. Проведено систематическое изучение изменений полос поглощения 3670 см1, 3640 см1 и 3560 см1, обусловленных накоплением воды в полиимидных пленках. Впервые изучена кинетика изменения интенсивности этих полос в процессе нагрева пленки. Установлено, что полоса поглощения 3670 см1 на инфракрасных спектрах полиимидных пленок обусловлена наличием слабо связанной, полоса 3640 см1 - средне связанной, а полоса 3560 см1 - сильно связанной воды в объеме полимера.
.2 Процессы накопления и релаксации заряда в обработанных в
барьерном разряде полиимидных пленках
Электретный эффект в обработанных в барьерном разряде полиимидных пленках практически не изучен. Образцы пленки марки ПМА российского производства (ОАО НЗСП) толщиной 40 мкм квадратной формы размером 40х40 мм помещались в ионизационную ячейку, где подвергались действию барьерного разряда в течение различного времени tобр = 2.5, 5, 7.5, 10, 30, 60 и 120 минут. Обработка пленок производилась при нормальном атмосферном давлении без принудительной вентиляции воздуха.
Релаксация заряда в модифицированных в разряде образцах, закреплявшихся в металлических кольцах диаметром 40 мм, изучалась как в изотермическом, так и в термостимулированном режиме. Для создания электретного состояния перед измерениями образцы заряжались под действием коронного разряда на воздухе до значений Uэ0=30050В, при этом на коронирующий электрод подавался отрицательный потенциал 6 кВ относительно земли, а потенциал сетки устанавливался на уровне 300В.
Релаксация заряда в пленках в изотермическом режиме изучалась посредством измерения зависимостей Uэ=f(t) при хранении образцов при нормальных условиях и в эксикаторе при 98ной влажности. Величина Uэ определялась методом компенсации с вибрирующим электродом. Точность измерения составляла 5В.
Зависимости Uэ = f(t) исходных и обработанных в барьерном разряде в течение различного времени пленок представлены на рис. 3.6. Установлено, что действие разряда на пленку приводит к существенному увеличению скорости спадания Uэ. Так по истечении 5000 минут Uэ пленок, модифицированных в разряде, уменьшается до 0,2Uэ0 - 0,3Uэ0, в то время как у исходной пленки оно составляет 0,6 Uэ0.
По мере возрастания tобр скорость релаксации заряда так же увеличивается. Максимальная скорость релаксации наблюдается при tобр= 10 мин.
Рис. 3.6. Зависимости Uэ=f(t) обработанных в барьерном разряде в течение различного времени полиимидных пленок. 1 - исходная пленка; 2 - tобр = 2.5 мин; 3 - tобр = 5 мин; 4 - tобр = 7.5 мин; 5 - tобр = 10 - 120 мин
Зависимости Uэ = f(t) описываются спадающими от времени кривыми, которые могут быть представлены суммой экспонент:
. (3.2)
Для количественной оценки стабильности электретного состояния при хранении образцов в нормальных условиях зависимости Uэ=f(t) раскладывались на сумму экспонент с соответствующими им временами релаксации ?i. Разложение экспериментальных кривых на сумму экспонент проводилось по методике, описанной в 2.5. Результат разложения приведен на рис. 3.7 на примере исходной пленки ПМ.
Кривые Uэ = f(t) каждой партии образцов в пределах точности измерений описываются суммой трех экспонент с соответствующими им временами релаксации ?1, ?2 и ?3. Найденные значения ?i приведены в табл. 3.5.
Таблица 3.5. "ияние времени обработки в разряде на время релаксации заряда полиимидных пленок
Полиимидная пленка?1, мин?2, мин?3, минИсходная1928718600Обработанная (tобр = 2.5 мин)242745850Обработанная (tобр = 5 мин)15261