Влияние барьерного разряда на электрофизические свойства полиимидных пленок
Дипломная работа - Химия
Другие дипломы по предмету Химия
и tобр=8 часов значения Ен и Eпр снижаются на 25-30%. Авторы работы [172] iитают, что контролирующие элементарные акты при электрическом и механическом разрушении полимеров идентичны и первичным актом для обоих видов разрушения выступает ионизация макромолекул за iет переходов электронов в ловушки. Можно полагать, что снижение Ен и Eпр при старении полиимида в разряде связано не только с разрыхлением приповерхностного слоя и образованием в нем новых локальных дефектов, но и с изменением электронной структуры пленок.
Влияние обработки в барьерном разряде на адгезионные свойства полиимидных пленок марки ПМА российского производства (ОАО НЗСП) изучалось на образцах толщиной 40 мкм размером 5х90мм. С этой целью они помещались в ионизационную ячейку, в которой подвергались действию разряда в течение различного времени (от 2,5 до 60 минут). Обработка пленок производилась при нормальном атмосферном давлении и отсутствии принудительной вентиляции воздуха. Образцы для испытаний адгезионных свойств разрезались на две равные части и склеивались с помощью промышленного эпоксикаучукового клея ЭК-2, используемого в качестве связующего в композиционной электрической изоляции на основе полиимидных пленок, а затем вклеивались в рамки из миллиметровой бумаги, чтобы не допустить выскальзывания концов образца из зажимов испытательной установки. Изза склейки база образца уменьшалась до 40мм, соответственно размер пленки становился 5х80мм (склейка происходила на площади S=5х5мм). После закрепления полученного образца в зажимах рамка разрезалась посередине. Для получения диаграмм растяжения использовался прибор Instron-1122.
Влияние tобр на прочность адгезионного соединения пленки ПМ с эпоксикаучуковым клеем ЭК-2 изучалось по разрушению адгезионного взаимодействия в режиме активного растяжения. Установлено, что в результате обработки поверхности пленок в барьерном разряде возрастает прочность адгезионного соединения при склейке их клеем ЭК-2. После 30ти минутного действия разряда средняя величина усилия Ра, при котором наблюдался отрыв двух склеенных частей друг от друга, возрастает с 18,3 до 26,7 Н, при этом относительное удлинение увеличивается от 11,8 до 39%. (рис. 3.28). Используя полученные из кривых P=f(?) исходных и обработанных в течение tобр = 2,5, 10, 20, 30, 40, 50 и 60 минут образцов полиимидных пленок значения Ра, были определены сдвиговые (касательные) напряжения ?а= Ра/S, возникающие в месте склейки.
Таблица 3.10. "ияние обработки в барьерном разряде на величину Ен и Eпр полиимидных пленок
Полиимидная пленкаЕн, МПаEпр, кВ/ммИсходная1,730,0725228Обработанная (tобр =30 мин)1,690,0824520
Рис. 3.28. Диаграммы растяжения исходной (1) и обработанной в барьерном разряде в течение 30 минут (2) полиимидных пленок, склеенных эпоксикаучуковым связующим ЭК2
Рис. 3.29. Зависимость касательного напряжения ?а при склейке полиимидных плёнок связующим ЭК2 от времени обработки пленок в барьерном разряде
Зависимость касательных напряжений, возникающих в месте склейки, от времени обработки пленки в барьерном разряде представлена на рис. 3. 29. Из рис 3.29 видно, что величина ?а возрастает по мере увеличения tобр до 30 мин. Более длительная обработка не приводит к существенному изменению адгезионных свойств полиимидных пленок. Таким образом, оптимальное время воздействия при повышении адгезии полиимидных пленок к эпоксикаучуковому клею ЭК-2 посредством модификации их поверхности в барьерном разряде составляет 30 минут. Ранее было установлено, что длительное действие барьерного разряда приводит к существенному снижению кратковременной электрической прочности и механической жесткости полиимидных пленок. Промышленное применение модификации поверхности пленок в разряде iелью повышения их адгезионных свойств имеет смысл только при условии сохранения приемлемых значений вышеупомянутых характеристик. В связи с этим необходимо было проверить, насколько велики будут изменения Eпр и Ен пленок ПМ при оптимальном для улучшения адгезионных свойств значении tобр. Результаты измерения кратковременной электрической прочности и механической жесткости исходных и обработанных в течение 30 минут образцов сведены в табл. 3.10 (величина Ен, определенная по кривым ползучести пленок, приведена для нагрузки в 30 МПа). Из табл. 3.10 видно, что модификация поверхности пленки в разряде при оптимальном времени обработки приводит к снижению Eпр и Ен пленок не более чем на 2-3%.Улучшение адгезионных свойств полиимидной плёнки после обработки в барьерном разряде также свидетельствует о существенном изменении структуры поверхностного слоя, что согласуется с проведёнными исследованиями механических свойств модифицированных пленок.
Выводы:
. Выявлено, что обработка в барьерном разряде приводит к увеличению стабильности механических свойств полиимидной плёнки. Разброс значений ?р и ?р обработанных в разряде образцов существенно ниже, чем исходных. Кроме того, наблюдалось и некоторое увеличение прочности и эластичности модифицированного полиимида (на 7-10%). Увеличение ?р и ?р полиимидных пленок в результате обработки в барьерном разряде объясняется пластифицирующим действием влаги, накапливающейся в образцах при их обработке.
. Зафиксировано снижение Ен и Епр полиимидных плёнок на 25-30% в результате обработки в барьерном разряде. Эти изменения механической и электрической прочности могут быть обусловлены как повышением локальной дефектности приповерхностного слоя образцов, т