Температурная зависимость электрической проводимости в полимерах
Изменение температуры оказывает существенное влияние как на эффективную, так и на остаточную (рассчитываемую по величине остаточного тока) электрические проводимости полимера. С повышением температуры £эфф увеличивается, a g0ст уменьшается. Для полимеров разных видов степень изменения £эфф с температурой зависит от времени нахождения образцов под напряжением. Из данных рис. 7.16 видно, что увеличение времени выдержки образца поли-/г-хлористирола на четыре порядка приводит к возрастанию £эфф более чем в 10 000 раз. Максимумы на кривых lg ёэФФ=1 (Т~1), обусловленные дипольной поляризацией полимера под воздействием постоянного электрического поля, проявляются в области его стеклования. Смещение их по шкале температур с изменением времени выдержки образца под напряжением свидетельствует о релаксационном характере этого процесса.
На зависимостях lg govr={(T'-1) в области стеклования полимеров чаще всего имеет место переход от криволинейной к прямолинейной форме (рис. 7.17), однако может проявляться и их резкий излом, до и после которого прямолинейные отрезки имеют разные углы наклона. Следует отметить, что характер температурной зависимости gocT как для аморфных, так и для кристаллических полимеров практически одинаков. Для полимеров разного строения значения Гс и излома (также связанного с резким изменением моле
кулярной подвижности) кривой iggocT=f(T~l) могут быть и весьма близки (у поликарбоната они соответственно равны 423 и 417 К), и существенно различаться (например, у полиоксиметилена Тс = = 200 К, а Ттл = 283 К). Совпадение формы кривых 1 gg=f(T~i) для разных полимеров ик gD=f(T~]), описывающих процесс диффузии низкомолекулярных веществ в полимерах, является под-
Рис. 7.16 Рис. 7.17
Рис. 7.16. Зависимость эффективной электропроводности (выражена в Ом-^м-1) поли-/г-хлорстирола от температуры при разных временах выдержки образца под напряжением
Рис. 7.17. Зависимость остаточной электропроводности (Ом^-м-1) от температуры для полиэтилентерефталата (1) и поливинилацетата (2)
тверждением ионного характера электропроводности. Из-за меньшей подвижности ионов в кристаллических полимерах по сравнению с аморфными их £0ст при фиксированной температуре много ниже. Например, при Т = 300 К для кристаллического ПЭТФ lggocT = —14,7, а для аморфного ПВА lgg0cT = —10,2. Температурная зависимость g полимеров разных видов в общем случае описывается экспоненциальным выражением вида
В стеклообразном состоянии энергия активации процесса ионной проводимости от температуры практически не зависит и для полимеров разного строения составляет 63—84 кДж/моль [64]. В высокоэластическом состоянии возрастание молекулярной подвижности и групповой характер движения ионов (когда перемещение данной частицы облегчается из-за перестройки ближнего порядка) обусловливают разное изменение с температурой и криволинейный характер зависимости 1 gg = f(T~l). При этом 1)Фconst и играет роль температурного коэффициента g.