Электретный эффект в полимерах с модифицированной поверхностью

• Автор: Кузнецов, Алексей Евгеньевич
• Шифр специальности: 01.04.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2007
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 126 с. : ил.

Перечень основных сокращений, условных обозначений, символов, единиц и

терминов
Глава 1. Строение, структура и электретные свойства полимеров (аналитический обзор)

1.1. Молекулярное строение и структура полимеров

1.2. Релаксационные явления и молекулярная подвижность в полимерах

1.3. Поляризация и электропроводность полимерных диэлектриков

1.4. Электретные свойства неполярных полимеров

1.5. Методы модификации поверхности полимеров

1.6. Выводы к главе

Глава 2. Образцы. Техника и методика эксперимента

2.1. Объекты исследования и их основные характеристики

2.2. Измерительный комплекс для исследования электретных свойств полимеров
2.3. Методики определения энергетических спектров ловушек на поверхности полимеров
2.4. Выводы к главе
Глава 3. Электретный эффект в неполярных полимерах с химически модифицированной поверхностью
3.1. Электретные свойства пленок ПТФЭ и ПЭВД с фосфорсодержащими наноструктурами на поверхности
3.2. Стабильность заряда электретов из пленок ПТФЭ с поверхностью, химически модифицированной тетраэтоксисиланом, тетрабутилтитаном и ортофосфорной кислотой
3.3. Модель электретного эффекта в пленках ПТФЭ и ПЭВД с модифицированной поверхностью. Определение спектра поверхностных ловушек
3.4. Выводы к главе
Заключение.
Литература.

Перечень основных сокращений, условных обозначений, символов,
единиц и терминов.
ТСД - термостимулированная деполяризация;
ТСРПП - термостимулированная релаксация поверхностного потенциала; ИТРПП - изотермическая релаксация поверхностного потенциала;
ПТФЭ - политетрафторэтилен;
ПЭВД - полиэтилен высокого давления;
РФЭС - рентгеновская фотоэлектронная спектроскопия;
ЖС - инфракрасная спектроскопия;
АСМ - атомно-силовая микроскопия;
ДТА - дифференциально-термический анализ;
НПМ - структура неполярный полимер-металл;
Б-слой - поверхностный слой структуры НПМ;
У-слой - объемный слой структуры НПМ;
1-слой - граничный с металлом слой структуры НПМ;
Е - энергия активации;
Е* - энергия активации в максимуме распределения ловушек;
Е5 - энергия активации поверхностных ловушек;
Еу - энергия активации объемных ловушек;
Б - напряженность электрического поля;
^(Е) - степень начального заполнения ловушек; к - постоянная Больцмана;
Ь - толщина полимерного слоя;
Ы(Е) - функция распределения ловушек по энергиям активации; п( - концентрация носителей на ловушках; п - концентрация свободных носителей заряда; ц - элементарный заряд;
I - время;
Рг - время пролета носителей через образец;
Т, Т0 - текущая и начальная температуры;

Тот факт, что стабильность положительного гомозаряда в указанном полимере определяется поверхностными ловушками, доказывается также сильным влиянием модифицирующей обработки поверхности на электретные свойства. Так в пленках политетрафторэтилена, поверхность которых была обработана перед зарядкой водой [41], наблюдается увеличение стабильности положительного гомозаряда (кривые 1 и 2 на рис.1.8).
Таким образом, стабильность неравновесного заряда, инжектированного в неполярные полимеры оказывается существенно зависящей от химического строения и структуры поверхности.
1.5. Методы модификации поверхности полимеров.
Под модификацией обычно понимают целенаправленное изменение состава и структуры полимерных материалов, приводящее к оптимизации их эксплуатационных свойств. Используя многочисленные приемы модифицирования материалов, удается улучшать сорбционные, электрофизические, адгезионные характеристики полимеров.
Модификацию разделяют на физическую (структурную) и химическую [54]. При структурной модификации происходит изменение надмолекулярной структуры полимера под влиянием, в основном, физических воздействий. При этом состав материала может оставаться без изменений. В случае химического модифицирования изменяется строение полимеров путем введения в макромолекулы различных фрагментов или группировок иной химической природы.
Такое разделение является достаточно условным. Например, чисто физические воздействия на полимер такие, как радиационная обработка, термообработка и.т.д. могут сопровождаться химическими реакциями. С другой стороны, химические воздействия могут приводить к изменениям структуры полимера.