Релаксация электретного состояния в биоразлагаемых композитных полимерных пленках на основе полиэтилена высокого давления с бинарным наполнителем

• Автор: Бурда, Валентин Васильевич
• Шифр специальности: 01.04.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2013
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 104 с. : ил.

Оглавление
ВВЕДЕНИЕ
Глава 1: Обзор литературных данных по исследованию структуры и электрофизических свойств полимерных композитных биоразлагаемых материалов на основе полиэтилена
§1.1 Полимерные биоразлагаемые композитные материалы
§ 1.2 Свойства полиэтилена
§1.3 Полимерные композиты
§ 1.4 Строение полисахаридов крахмала и гликогена
§ 1.5 Влияние аэросила на свойства полимеров
§1.6 Активные полимерные упаковочные материалы
Глава 2: Методы экспериментального исследования электрофизических свойств полимерных пленок
§2.1. Метод термостимулированной деполяризации
§2.2. Метод термостимулированной релаксации потенциала
§2.3. Метод изотермической релаксации потенциала
§2.4 Численные способы обработки результатов термоактивационной спектроскопии
§2.5. Метод инфракрасной спектроскопии
Г лава 3: Релаксационные процессы в композитных пленках на основе полиэтилена с наполнителем крахмал и бинарным наполнителем (крахмал и аэросил)
§3.1 Исследуемые образцы
§3.2 Экспериментальные установки
§3.2.1 Экспериментальная установка для исследования методом термостимулированной релаксации поверхностного потенциала
§3.2.2 Экспериментальная установка для измерения
термостимулированных токов
§3.2.3 Экспериментальная установка для исследования материалов методом инфракрасной спектроскопии

§3.3 Термоактивационная спектроскопия композитных пленок полиэтилена с наполнителем крахмал
§3.4 ИК-спектроскопия композитных пленок полиэтилена с наполнителем крахмал
§3.5 Термоактивационная спектроскопия композитных пленок полиэтилена с бинарным наполнителем (крахмал и аэросил)
§3.6 ИК-спектроскопия композитных пленок полиэтилена с бинарным наполнителем (крахмал и аэросил)
Заключение
Список литературы:
ВВЕДЕНИЕ
Актуальность темы. В последнее время актуальной проблемой является создание полимеров, которые сохраняют эксплуатационные характеристики только в течение периода потребления, а затем претерпевают физико-химические и биологические превращения под действием окружающей среды и легко включаются в процессы метаболизма природных биосистем. Однако, как известно почти все полимеры отличаются невероятной «живучестью» - разложение полиэтилена, к примеру, может длиться сотни лет. С другой стороны известен хорошо разлагаемый биополимер - крахмал, и, по проведенным ранее исследованиям, деструкция композитов с добавлением крахмала ускоряется.
Наряду с разработками по созданию биоразлагаемых полимеров ведутся исследования, сопровождаемые внедрением "активных упаковок" на основе композитных полиолефинов, например, полиэтилена высокого давления (ПЭВД) или полипропилена (1111). Одним из вариантов создания биоактивной упаковки является электретирование материала из которого изготавливается упаковка, что существенно повышает бактерицидное дествие упаковки. Но сам по себе тот же полиэтилен не является хорошим электретом, установлено, что введение в полимерную матрицу материала двуокиси кремния приводит к существенному улучшению стабильности электретного состояния полученного композита.
В связи с этим возникла идея о целесообразности создания и исследования электретных свойств композитных полимерных пленок на основе ПЭВД с бинарным дисперсным наполнителем аэросил + крахмал.
Объект исследования.
В рамках данной диссертации исследовались следующие образцы:
пленки из полиэтилена высокого давления (ПЭВД);

Среди указанных методов выгодно выделяются методы термоактивационной спектроскопии, отличающиеся высокой информативностью и простотой технической реализации. Так же одним из доводов в пользу термоактивационных методов исследования является то, что универсальность и информационная емкость этих методов обусловлены выбором в качестве стимулирующего фактора теплового движения молекул (атомов) вещества, которое лежит в основе любого релаксационного процесса.
Физическая природа явлений, лежащая в основе этих методов, одна -при изменении температуры исследуемого объекта по определенному закону термически стимулируется переход вещества из неравновесного состояния в новое, приближающееся к термодинамически равновесному. Этот переход может сопровождаться излучением света (термостимулированная люминесценция), эмиссией электронов (термостимулированная электронная эмиссия), изменением проводимости (термостимулированная проводимость) и т.п. Анализ температурной зависимости изменяющегося физического свойства вещества позволяет исследовать параметры электрически или оптически активных дефектов, механизмы происходящих в этом веществе релаксационных процессов. В то же время вычислительная техника дает возможность достаточно точной численной интерпретации экспериментальных результатов.
Термодеполяризационный анализ - это метод исследования электрофизических свойств полупроводников и диэлектриков, основанный на физическом явлении термостимулированной деполяризации (ТСД).
Сущность физического явления и метода ТСД заключается в следующем. Исследуемый объект (полупроводник или диэлектрик) предварительно поляризуется, т.е. в нем создается пространственно неоднородное распределение носителей заряда и (или) анизотропная ориентация полярных молекул или квазидиполей. После поляризации объект охлаждается с приложенным полем, в результате чего