Влияние различных факторов на электрическую проводимость полимеров
Если полимеры подвергаются действию разных видов ионизи - ующей радиации (например, рентгеновского излучения), то их лектрическая проводимость существенно увеличивается. Это обус - овлено тем, что под влиянием ионизирующей радиации происходят ионизация и возбуждение макромолекул. Увеличение интенсив-
Рис. 7.18 Рис. 7.1*9
Рис. 7.18. Зависимость электропроводности (Ом-^м-1) полистирола от температуры до облучения (/) и после облучения рентгеновскими лучами интенсивностью 7 Р/миг, (2)
Рис. 7.19. Зависимость остаточной электропроводности (Ом_1-м-1) изотакти - ческого полипропилена о г среднего диаметра сферолитов при 358 К для пленки толщиной 200 мкм
ности излучения при этом приводит к существенному возрастанию g. Из данных рис. 7.18 следует, что, например, для ПС различие значений g необлученного и облученного образцов при комнатной температуре (20° С) составляет 2,5 десятичных порядка. При повышении температуры до 373 К это различие резко уменьшается (до 0,2 порядка). Под влиянием ионизирующего облучения полимеров чаще всего происходит изменение их строения, что сказывается и на характере g, ибо при этом меняется подвижность, а иногда и концентрация носителей.
Существенное влияние на g полимеров оказывает также их состав. Наличие низкомолекулярных примесей разных видов изменяет характер и значение g полимеров. Наличие в аморфных и кристаллических полимерах даже в небольшом количестве (0,1 вес. %) воды (повышающей степень диссоциации ионогенных веществ) увенчивает Оост на три порядка. Например, после очистки ПЭВД от изкомолекулярных примесей их оост может уменьшаться на три по - ядка. Установлено, что повышению диэлектрической проницаемо - ти способствует увеличение поляризованности полимера (сопро- ождающееся возрастанием его а как за счет низкомолекулярных обавок, так и за счет повышения концентрации полярных групп в
макромолекулах). Введение в полимеры уменьшающих внутримолекулярное взаимодействие низкомолекулярных пластификаторов приводит к повышению молекулярной подвижности и существенному возрастанию о. Отметим, что все факторы, изменяющие интенсивность молекулярного движения сегментального типа, влияют на о. Так, при кристаллизации сегментальная подвижность затрудняется и о полимеров уменьшается.
На основании результатов исследования ряда частично-кристаллических полимеров Сажиным [64] получено соотношение, связывающее о со степенью кристалличности х:
аост = аа ехр( —kx). (7.33)
Значения коэффициента k и предэкспоненциального множителя аа при температуре 377 К для ПЭТФ и ПТХФЭ соответственно равны 3 и 3-10-9 Ом-1 • м-1; 7 и 1 • 10~13 Ом^-м"1.
Наоборот, при облегчении движения сегментов (при переходе полимеров из стеклообразного в высокоэластическое состояние или при введении в макромолекулы групп, способствующих повышению их эффективной гибкости) а полимеров всегда увеличивается. Вид и размеры надмолекулярных образований полимеров также влияют на их о. Например, для изотактического ПП, содержащего радиальные сферолиты, зависимость о0ст от среднего диаметра сферолитов имеет вид, представленный на рис. 7.19.
С повышением размеров сферолитов уменьшается плотность их упаковки и (Тост уменьшается. Некоторое возрастание о при дальнейшем повышении диаметра сферолитов связано с изменением дефектности структуры ПП. Если при ориентации аморфных полимеров имеет место увеличение их о, то при вытяжке кристаллических полимеров из-за переориентации и частичного разрушения ламелей и фибрилл возникает анизотропия укладки структурных элементов и изменение о (иногда на 2—3 порядка). При использовании полимерных материалов в качестве диэлектриков стремятся к максимальному уменьшению их о. Для достижения этого полимеры должны содержать минимальное количество ионогенных примесей, их е должна быть по возможности минимальной, сшивание макромолекул должно приводить к повышению Тс и, наконец, они должны иметь (после кристаллизации или ориентации) оптимальную надмолекулярную структуру, которой бы соответствовала наименьшая для полимера данного химического состава и молекулярного строения G.