Эволюция спектров времен диэлектрической релаксации в процессе формирования полимеров и модификации пористых структур

• Автор: Чернов, Иван Александрович
• Шифр специальности: 01.04.17
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2004
• Место защиты: Черноголовка
• Количество страниц: 151 с. : ил.

Актуальность работы

Цель работы

Научная новизна

Практическая значимость результатов диссертации

Защищаемые положения:

Личный вклад автора

Структура диссертации

Глава 1. Применение диэлектрической спектроскопии для

исследования формирования сетчатых полимеров и пористых

структур. (Обзор литературы)

1.1 Диэлектрометрия как перспективный метод неразрушающего контроля процесса

1.2 Некоторые физические аспекты диэлектрической спектроскопии
1.2.1 Виды поляризации
1.2.2 Релаксационные процессы
1.3 Методики расчета спектров времен диэлектрической релаксации
1.3.1 Дебаевская релаксация
1.3.2 Зависимости Коула-Коула
1.3.3 Несимметричные функции релаксации
1.4 Взаимосвязь спектров времен диэлектрической релаксации с молекулярной подвижностью
1.5 Эпоксиаминные системы
1.5.1 Модификация эпоксидных композиций низкотемпературного
отверждения
1.5.2 Изменения физических и химических свойств во время
отверждения эпоксидных смол
1.5.3 Диэлектрический мониторинг процесса отверждения «in situ»
1.5.4 Сквозная проводимость
1.5.5 Изменения физических и химических свойств во время фазового
разделения
1.5.6 Резюме
1.6 Металлосодержащие композиции. Общая характеристика
1.7 Синтетический кальциевый алюмосиликат. Общая характеристика
1.8 Постановка задачи

Глава 2. Методическая часть
2.1. Вещества для исследований
2.1.1. Эпоксиаминные полимерные смеси
2.1.2. Металлосодержащие композиции
2.1.4. Синтетический кальциевый алюмосиликат и его пористые аналоги
2.2. Экспериментальное оборудование
2.2.1. Широкополосный диэлектрический спектрометр
2.2.2. Измерительные ячейки
2.3. Методика экспериментов
2.3.1. Эпоксиаминные смеси
2.3.2. Металлосодержащие смеси
2.3.3. Синтетический кальциевый алюмосиликат
2.4. Обработка результатов экспериментов
2.4.1. Электродные эффекты
2.4.2. Учет начальной конверсии смеси
2.4.3. Разделение вкладов сквозной проводимости и электрической дипольной релаксации
2.4.4. Расчет спектров времен электрической дипольной релаксации
2.5. Заключение
Глава 3. Исследование поликонденсационных процессов формирования эпоксидных композиций
3.1 Электрическая проводимость и диэлектрические свойства поликонденсирующейся системы
3.1.1. «Сквозная» проводимость и дипольная релаксация
3.2 Электрическая проводимость и диэлектрические свойства полностью отвержденных систем
3.3 Обсуждение
3.2.1. Природа двух компонент проводимости
3.2.2. Определение релаксационных переходов по сквозной проводимости
3.2.3. Природа процесса отверждения
3.2.4. Определение стеклования по спектрам времен диэлектрической релаксации
3.2.5. Определение момента гелеобразования по спектрам времен диэлектрической релаксации
3.4 Заключение

Глава 4. Исследование термоинициируемых процессов в металлосодержащих композициях
4.1 Влияние термообработки на диэлектрические свойства
4.2 Обсуждение
4.2.1 Дипольно-групповая релаксация
4.2.2 Дегидратация
4.2.3 Полимеризация
4.2.4 Декарбоксилирование и выделение металлической фазы
4.3 Заключение
Глава 5. Термическая модификация и процессы дегидратации в пористых системах
5.1 Модификация пористых систем на основе синтетического кальциевого алюмосиликата
5.1.1 Изменения диэлектрических свойств при термических
превращениях в прессованной керамике
5.1.2 Изменение пористости СКАС в процессе выщелачивания
5.2 Влияние воды на диэлектрические свойства
5.3 Обсуждение
5.3.1 Физико-химические процессы, протекающие в процессе
модификации
5.3.2 Изменение пористости в результате реакции
5.3.3 Природа максимумов е;
5.3.4 Дегидратация СКАС
5.3.5 Взаимосвязь диэлектрических спектров с размерами пор
5.4 Заключение
Выводы
Список рисунков
Список таблиц
Литература

ной) смоле, или в смеси, в которой эффекты фазового разделения не проявляются на диэлектрическом спектре. Исследования [119] распространили принцип на смеси, содержащие эластомеры, которые вызывают заметные изменения в диэлектрическом поведении.
Процессы межфазной поляризации, которые происходят в гетерогенных диэлектриках, начинаются с самого начала фазового разделения, которое наступает при начале перехода из гомогенной системы в гетерогенную двухфазную систему. Эти эффекты возникают на границе раздела двух сред, имеющих отличные диэлектрические проницаемости и проводимости. Эти межфазные эффекты могут быть достаточно сильными, иногда приводя к увеличению е' в 10 раз [115]. Эффект зависит от величины разности проводимостей (сТг- оО включенной фазы (02) и матричной фазы (О]).
При увеличение молекулярного веса полимера, происходящего во время отверждения, уменьшается растворимость фазы, находящейся внутри него. В результате, фазовое разделение начинается при определенном значении молекулярного веса или, что равносильно, после определенного времени отверждения, когда достигается это значение молекулярного веса. Естественно, этот процесс легче происходит в твердом состоянии, чем в гелеобразном или стеклообразном. Во время фазового разделения маленькие сферы первой фазы распространяются во вторую, или жидкую эпоксисмолу, создавая их собственные диэлектрические эффекты, которые называются эффектами Максвелла-Вагнера. Когда сферических частиц фазы 2 мало относительно общего объема, и они равномерно распределены в фазе 1 с объемной долей у результирующие диэлектрическая проницаемость и потери вследствие эффекта Максвелла-Вагнера в фазоразделяющейся смеси выглядят следующим образом: