Термодеформационное поведение и структурные особенности пористых пленок полиэтилена и электропроводящих композиционных систем на их основе

• Автор: Курындин, Иван Сергеевич
• Шифр специальности: 02.00.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2005
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 131 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
Введение.

Глава 1. Обзор литературы.

1.1. Современные представления об электропроводящих полимерах

1.2. Электропроводящие композиционные системы

1.3. Структурные особенности пористых полимерных систем

1.4. Постановка задачи исследования.

Глава 2. Объекты и методы исследования

2.1. Получение пористых пленок полиэтилена

2.2. Определение характеристик пористой структуры.

2.3. Определение механических характеристик.

2.4. Методы измерения электрических свойств.
2.5. Термомеханические методы исследования
Глава 3. Исследование структуры пористых пленок полиэтилена.
3.1. Процесс формирования пористой структуры
3.2. Влияние условий кристаллизации расплава на структуру пористых пленок
3.3. Зависимость характеристик пористой структуры от условий отжига.
3.4. Трансформация структуры на стадии порообразования.
3.4.1. Влияние степени растяжения на характеристики пористой структуры.
3.4.2. Влияние скорости растяжения на характеристики пористой структуры
Глава 4. Термодеформационнос поведение пористых пленок полиэтилена
4.1. Пористые пленки полиэтилена как ориентированные системы
4.2. Влияние кратности фильерной вытяжки на величину усадки пористых пленок
4.3. Исследование зависимости величины усадки пористых пленок
от степени и скорости растяжения.
4.4. Температура фиксации как основной параметр, регулирующий величину усадки пористых пленок
4.5. Изменения пористой структуры при усадке пленок.
4.6. Термомеханические исследования пористых пленок.
Глава 5. Свойства композиционных систем, содержащих проводящие полимеры
5.1. Электрические свойства композиционных систем
5.1.1. Исследование зависимости электропроводности композиционных систем от их состава
5.1.2. Влияние способа формирования слоев полианилина
на проводимость композиционных систем
5.1.3. Влияние структуры подложки на проводимость
9 композиционных систем
5.2. Механические свойства композиционных систем.
5.3. Термодеформационное поведение композиционных систем
5.4. Термическая стабильность пористых пленок со слоями проводящих полимеров.
5.5. Термомеханические исследования композиционных систем
5.6. Структурные превращения при нагревании пористых пленок полиэтилена со слоями проводящих полимеров
i Заключение
Основные выводы
Список литературы


С увеличением размера аниона электропроводность проводящих полимеров снижается, поскольку увеличивается межцепное расстояние и затрудняется межцепной переход перескок электронов 2,7,,. Хотя органические анионы толуолсульфонат, додецилбензилсульфонат, додецилсульфат имеют больший размер, чем неорганические СГ, СЮ4, полимеризация проводящих полимеров в их присутствии приводит к образованию пленок с большей электропроводностью вследствие повышения однородности их структуры 2. В недопированном состоянии ППир и ПАНИ являются диэлектриками,
и их проводимость составляет Смсм, в допированном состоянии типичными значениями проводимости считаются 1 Смсм 2, 3, 5, . Химической полимеризацией ППир в оптимальных условиях достигается проводимость 0 Смсм, электрохимической 0 Смсм 2. Проводимость ПАНИ, приготовленного аналогичными методами, составляет 1 Смсм ,,, т. ППир. Большое значение в определении структуры, морфологии и, следовательно, электрических и окислительновосстановительных свойств проводящих полимеров имеет их последующая обработка. Используя шкрезол в качестве растворителя, можно получить пленки ПАНИ, имеющие проводимость 0 Смсм. Такие высокие значения проводимости объясняются тем, что цепи полимера при взаимодействии с растворителем принимают энергетически более выгодные конформации, что стимулирует лвзаимодействие вдоль цепей и, таким образом, увеличивает подвижность носителей заряда вдоль цепи . Одни из самых высоких значений проводимости, встречаемых в литературе, приводятся для пленок ППир и ПАНИ, подвергнутых ориентационной вытяжке , . В результате вытяжки пленок ППир в 1. С их проводимость в направлении ориентации возросла с 0 до 0 Смсм, а при растяжении пленок ПАНИ в 3 раза при 0 С с 0 до 0 Смсм. Важным свойством проводящих полимеров является способность обратимо изменять свою электропроводность при различных физических и химических 4, , воздействиях. Это позволяет использовать проводящие полимеры в качестве чувствительных элементов в современных сенсорных системах . Следует отметить, что сенсорные езойства ППир и ПАНИ легко модифицируются использованием различных типов анионов допанта. Значительное внимание привлекают также селективные свойства ППир и ПАНИ. Высокая разделяющая способность проводящих полимеров, по сравнению с другими полимерами, связана с высокой жесткостью и плотностью упаковки их цепей. На основе ППир и ПАНИ получены мембранные системы для разделения жидких и газовых смесей , первапорации , и ионного обмена . При практическом использовании проводящих полимеров большое значение имеет их стабильность во времени и при повышенных температурах. При окислении ППир и ПАНИ происходит разрушение сопряжений ненасыщенных полимерных цепей. Кислород из атмосферы может внедряться в качестве карбонильных или гидроксильных групп, которые действуют как барьер для движения заряда по цепи, тем самым значительно снижая подвижность носителей заряда и, следовательно, проводимость 2, , . Стабильность проводящих полимеров зависит от условий синтеза, которые влияют на их структуру и морфологию, а это в свою очередь на скорость диффузии кислорода и его химического действия на цепи полимера. Полимеризация ППир и ПАНИ в органических растворителях, допирование органическими анионами стимулирует образование плотных пленок с гладкой поверхностью, которые сохраняют свои свойства при хранении на воздухе 2, , ,,. Повысить стабильность ППир удается при допировании металлоорганическими анионами оксалаты металлов и модифицировании медыо вследствие изменения электронной конфигурации ППир и повышения плотности поверхности ,,. К повышению стабильности приводит также увеличение толщины пленок. Это связано с
тем, что поверхностные слои, подверженные окислению, создают барьер для диффузии кислорода и паров воды вглубь образца. При повышенных температурах в вакууме или в инертной атмосфере проводящие полимеры химически достаточно стабильны. Тем не менее, при нагревании наблюдается снижение их проводимости, что связано с процессами дегидратации, которые сопровождаются изменениями микроструктуры и потерей упорядоченности в полимерной цепи и, как следствие, уменьшением длины сопряжения .