Стабилизация электретного гомозаряда в неполярных полимерных пленках с титаноксидными наноструктурами на поверхности

• Автор: Иванов, Вадим Александрович
• Шифр специальности: 01.04.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2015
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 120 с. : ил.

Оглавление

Перечень сокращений, условных обозначений, символов, единиц и

терминов
Введение

Глава 1. Электретный эффект в неполярных полимерах с модифицированной поверхностью

1.1. Электреты: основные понятия, свойства и характеристики

1.2. Формирование и релаксация электретного состояния в неполярных

полимерных пленках

1.3. Стабилизация электретного гомозаряда в неполярных полимерах

1.3.1. Методы стабилизации заряда в полимерах

1.3.2. Электретные свойства неполярных полимеров с модифицированной поверхностью

Глава 2. Образцы, техника и методика эксперимента
2.1. Изготовление образцов. Методика молекулярного наслаивания
2.2. Зарядка полимерных пленок в коронном разряде
2.3. Методики изотермической и термостимулированной релаксации
поверхностного потенциала
2.4. Методика термостимулированного восстановления поверхностного
потенциала
Глава 3. Электретные свойства полимеров с титаноксидными наноструктурами на поверхности
3.1. Электретные свойства пленок П(ТФЭ-ГФП) модифицированных парами тетрахлорида титана
3.2. Электретные свойства пленок ПТФЭ модифицированных парами

тетрахлорида титана
3.3. Электретные свойства пленок ПЭВД модифицированных
парами тетрахлорида титана
Заключение
Список литературы
Перечень сокращений, условных обозначений, символов, единиц и
терминов
ТСД - термостимулированная деполяризация;
ТСРПП - термостимулированная релаксация поверхностного потенциала;
ИТРПП - изотермическая релаксация поверхностного потенциала; ТСВПП - термостимулированное восстановление поверхностного потенциала;
РФЭС - рентгеновская фотоэлектронная спектроскопия;
АСМ - атомно-силовая микроскопия;
ИКС - инфракрасная спектроскопия;
П(ТФЭ-ГФП) - сополимер тетрафторэтилена с гексафторпропиленом; ПТФЭ - политетрафторэтилен;
ПЭВД — полиэтилен высокого давления;
1-слой - граничный слой на интерфейсе полимер-металл;
Б-слой - поверхностный слой полимера;
У-слой - объемный слой полимера; ат.% - атомный процент; масс.% - массовый процент;
Е - энергия активации;
Е*- энергия активации в максимуме распределения ловушек;
Е] - энергия активации ловушек в граничном слое полимер-металл;
Еу - энергия активации ловушек в объемном слое полимера;
Е3 — энергия активации поверхностных ловушек;
Б - напряженность электрического поля;
1Ч(Е) - функция распределения ловушек по энергиям активации;
^(Е) - степень начального заполнения ловушек; к - постоянная Больцмана; г - время;
Т - текущая температура;

Эффект проявляется в том, что стабильность электретного гомозаряда в неполярных полимерах не просто уменьшается по мере увеличения начальной поверхностной плотности заряда. Оказывается, что при увеличении о о кривые описывающие кинетику спада заряда пересекают аналогичные кривые для электретов с меньшими значениями а0. Особенно ярко «эффект пересечения» проявляется электретах из пленок ПЭВД (Рис. 5).
В результате из пленок ПЭВД не удавалось получить стабильные электреты с высоким значением Оо- Как видно из Рис.5 модификация поверхности пленок ПЭВД парами РСД эту задачу решает [114].
В последнее время для модификации поверхности полимеров по методу молекулярного наслаивания в качестве реагента-модификатора применяется тетрахлорид титана (ТіСД) [49,54,110,112,116].

Рис. 5. ТСРПП электретов из ПЭВД с различной начальной поверхностной плотностью заряда ((3=5 К/мин). 1
немодифицированные образцы; 2, 4 - модифицированные образцы
В работе [82] было показано, что при такой модификации на поверхности пленок формируются наноструктуры вида - О - Т1(ОН)3. Эти наноструктуры увеличивают долю полярной компоненты в поверхностной