Влияние барьерного разряда на электрофизические свойства полиимидных пленок
Дипломная работа - Химия
Другие дипломы по предмету Химия
одвергались старению под действием разряда в течение различного времени. Обработка пленок производилась при нормальном атмосферном давлении и отсутствии принудительной вентиляции воздуха.
Для изучения анизотропии исследуемой пленки на приборе Instron1122 были получены диаграммы растяжения образцов, вырезанных вдоль и поперек направления машинной вытяжки (рис. 3.21).
Форма кривых говорит о том, что полиимидная пленка в процессе растяжения проходит через стадию ориентационной вытяжки. Весь диапазон деформирования пленки может быть условно разделен на три участка:
0% ? ? ? 8% - область квазиупругих деформаций, характеризующаяся высокой жесткостью;
% ? ? ? 60% - область ориентационной вытяжки, приводящей к изменению надмолекулярной структуры и, следовательно, свойств пленки (наблюдается резкое снижение модуля жесткости);
? ? 60 % - область деформирования сформировавшейся ориентированной структуры полимера.
Сравнивая две кривых можно отметить, что пленка имеет незначительную предварительную ориентацию в продольном направлении. Это может быть связа но с технологией получения пленки методом полива расплава на металлическую подложку.
Рис. 3.21. Диаграмма растяжения исходных образцов полиимидной пленки вдоль (1) и поперек (2) направления машинной вытяжки
Участок квазиупругих деформаций одинаков для обоих видов образцов. Дальнейшие измерения проводились на плёнке, вырезанной в продольном направлении.
Изменение деформационнопрочностных свойств исследовавшейся пленки после ее старения в барьерном разряде изучалось по диаграммам растяжения образцов исходной и обработанной в течение 8 часов пленки. Испытания проводились на выборках, состоящих из 10 образцов. Средние значения ?р и ?р исходных и состаренных в барьерном разряде образцов приведены в таблице 3.8. Как показали испытания, обработка приводит к увеличению стабильности механических свойств полиимидной плёнки. Разброс значений ?р и ?р обработанных в разряде образцов существенно ниже, чем исходных. Кроме того, наблюдается и увеличение прочности и эластичности обработанной полиимидной плёнки на 10 - 15%.
Таблица 3.8. Разрывные характеристики исходных и обработанных в барьерном разряде полиимидных пленок
Полимидная пленка?р, МПа?р, %Исходная19015757Обработанная (tобр =8 часов)2209834Увеличение ?р и ?р обработанной в разряде полиимидной пленки может объясняться пластифицирующим действием влаги, закрепившейся в модифицированном приповерхностном слое в процесряд контрольных опытов. Получены зависимости ? = f(?) увлажненных в эксикаторе при 98%ной влажности полиимидных пленок, а также измерены диаграммы растяжения исходных и обработанных в барьерном разряде образцов после их прогрева при Т = 160оС в течение 1 часа. Значения ?р и ?р исходных, увлажненных и обработанных в барьерном разряде полиимидных пленок до и после термообработки приведены в табл. 3.9.
В области квазиупругих деформаций (0% ? ? ? 8%) никаких отличий между поведением исходной и увлажненной полиимидных пленок не наблюдается. Незначительные изменения имеют место на втором и третьем участках. Исходя из полученных результатов, можно утверждать, что увлажнение пленки в эксикаторе при 98%ной влажности приводит к повышению ее ?р на 5-10% и ?р на 10-15%.
Этот факт подтверждает предположение о пластифицирующем действии влаги на полиимид. Прогрев пленок при температуре Т = 160оС в течение 1 часа приводит к удалению влаги из образцов и снижению их прочностных характеристик на 15-20% (?р) и 5-7% (?р) для исходной и на 35-40% (?р) и 20-25% (?р) для обработанной полиимидной пленки. Вероятно, модификация полиимида в барьерном разряде приводит к образованию на его поверхности рыхлого, плохо структурированного слоя, который после удаления из него абсорбированной воды плохо способен держать механическую нагрузку.
Сравнение деформационных свойств исходной и обработанной в разряде полиимидных плёнок проводили в режиме ползучести и последующего эластического восстановления на автоматическом релаксометре деформации. Продолжительность испытаний в режиме ползучести составляла 600 секунд, в режиме восстановления - не менее 600 секунд. При дискретном измерении деформации замеры проводились при t = 15 с., 30 с., 60 с.,120 с., 240 с., 480 с., 600с. с момента приложения или снятия нагрузки. Были выбраны значения ? = 10, 30, 50 и 70 МПа из первой области деформирования (0 ? ? ? 8%), т.к. в этом диапазоне нагрузок и деформаций полиимидная пленка не претерпевает существенных структурных изменений. Для каждого значения ? было проведено по 10 испытаний образцов. На графиках представлены усредненные результаты испытаний.
Семейства кривых ползучести исходной и обработанной плёнок в полулогарифмическом масштабе представлены на рис. 3.22. Установлено, что в выбранном диапазоне нагрузок полиимидная пленка не обладает существенно выраженным релаксационным поведением, о чём свидетельствует низкая интенсивность процесса ползучести. Следует отметить, что для сохранения стабильности размеров при эксплуатации и переработке подобных плёнок в изделия диапазон нагрузок и деформаций не должен превышать значений, соответствующих первому участку нагружения (0% ? ? ? 8%). В этом диапазоне зависимость ? = f(lgt) как исходных, так и обработанных в разряде плёнок можно аппроксимировать линейной функцией. Сравнение двух представленных на рис. 3.22 семейств кривых ползучести позвол?/p>