Для измерения диэлектрических потерь и проницаемости поли­меров в широком интервале температур используются мостовые из­мерительные схемы (частотный диапазон 10~2—106 Гц), схемы с колебательными контурами (102—10s Гц), коаксиальные схемы (108—10й Гц) и полостные резонаторы (10й—1013 Гц).

Исследование диэлектрических свойств полимеров в широких температурно-частотных диапазонах является одним из наиболее эффективных способов установления особенностей их строения. Однако «отклик» полимерной системы на воздействие электриче­ского поля определенной частоты отнюдь не эквивалентен «меха­ническому отклику». Поэтому, хотя метод диэлектрических потерь может быть применен для выявления области стеклования или размягчения полимеров, температура максимума диэлектрических потерь может достаточно существенно отличаться от температуры структурного стеклования, так же как частота (при заданной тем­пературе соответствующая максимуму) может отличаться от час­тоты механического сг^лования. Именно несовпадение релакса­ционных переходов, отвечающих электрическим или механическим воздействиям, по температурной или частотной шкале дает допол­нительную информацию об уровнях структурной организации по­лимеров.

Диэлектрический метод оказывается пригодным как для поляр­ных (поливинилхлорида, политетрафторэтилена), так и для неполяр­ных полимеров (полиэтилена, полистирола и т. д.), поскольку полимеров, абсолютно лишенных полярных групп или примесей, практически не существует. Для всех полимеров установлены два типа диэлектрических потерь: дипольно-сегментальные, связанные с подвижностью звеньев или большой совокупности их (кинетиче­ских сегментов) в электрическом поле, и дипольно-групповые, об­условленные движением, например, боковых полярных групп. Если в боковой цепи полимера содержатся полярные группы, способные ориентироваться в электрическом поле независимо друг от друга и имеющие разные времена релаксации, то наблюдается сложный пик дипольно-групповых потерь. Сегментальное движение в поли­мерах при температурах выше Тс кооперативно, так как движения сегментов данной цепи и соседних макромолекул взаимосвязаны. По этой причине в процесс ориентации вовлекаются области до­вольно больших размеров, чем и объясняются высокие значения энергий активации сегментального движения. Ниже Тс переход сегмента из одного равновесного положения в другое требует прак­тически бесконечно большого времени, превышающего доступную продолжительность наблюдения.

Однако при Т<Тс еще долго полностью сохраняется подвиж­ность отдельных групп атомов, входящих в состав боковых цепей, которые совершают при тепловом движении колебания относи­тельно положения равновесия. Кооперативность таких процессов невелика, а времена релаксации при разных температурах сущест­венно отличаются. Методами диэлектрических потерь может быть обнаружена подвижность большинства атомных групп полимеров при условии, что они обладают дипольным моментом. Если графи­чески представить зависимость коэффициента диэлектрических потерь г" от частоты (точнее, от lgv), то мы увидим, что сущест­вуют две области прохождения этой величины через максимум. При низких частотах наблюдается область дипольно-сегменталь - ных потерь, связанных с движением больших участков макромоле­кул. Проявление высокочастотной области 8тах обусловлено нали­чием колебательных движений относительно небольших радика­лов, проявляющихся и в стеклообразном состоянии.