Zakład Fizyki Makromolekularnej
Strona główna
Zespół
Badania
Aparatura
Seminaria
Publikacje
Nasze
konferencje
Aktywność
konferencyjna
Projekty
Najbliższe
wydarzenia
Programy
Linki

Badanie procesów relaksacyjnych w układach polimerach metodą spektroskopii dielektrycznej

Spektroskopia dielektryczna umożliwia badanie procesów relaksacyjnych w polimerach w funkcji częstości przyłożonego zewnętrznego pola elektrycznego oraz w funkcji temperatury. Wielkością mierzoną w eksperymencie dielektrycznym jest pojemność kondensatora, na podstawie której można obliczyć przenikalność dielektryczną materiału znajdującego się między okładkami kondensatora. Zmiany części rzeczywistej oraz części urojonej przenikalności dielektrycznej w funkcji częstości przyłożonego pola oraz w funkcji temperatury (Rys. 1.) są konsekwencją zachodzących w polimerze procesów relaksacyjnych.

Rys. 1. Zależność urojonej części przenikalności dielektrycznej od temperatury
i częstości przyłożonego pola dla politlenku etylenu.


Przyłożenie pola elektrycznego powoduje ustawienie się wzdłuż kierunku tego pola dipoli elektrycznych obecnych w polimerze, czyli powoduje jego polaryzację. Po wyłączeniu pola elektrycznego następuje proces powrotu dipoli do stanu początkowego - relaksacja z charakterystycznym czasem relaksacji τ. W przypadku polimerów obserwuje się charakterystyczny rozkład czasów relaksacji związany z istnieniem dipoli elektrycznych w różnym otoczeniu. W związku z tym wyróżnia się również różne procesy relaksacyjne. Alfa-relaksacja związana z ruchami Browna fragmentów łańcuchów polimerowych opisana jest zależnością Vogela-Foulchera:

τ(T) = τ0 exp(Ea / R(Tm-Tv)),


gdzie Ea jest energią aktywacji procesu aktywacyjnego, a Tv temperaturš Vogela-Foulchera związaną z zamrażaniem lokalnych ruchów molekularnych w polimerze. Beta-relaksacja opisuje oddziaływania wewnątrzmolekularne związane z rotacją grup dipolowych i jest opisana zależnością Arrheniusa:

τ(T) = τ0 exp(Ea / R(Tm)).


Zaobserwowane w politlenku etylenu dwa typy relaksacji dielektrycznej przedstawia Rys. 2.

Rys. 2. Relaksacja dielektryczna w politlenku etylenu.



Zakład Fizyki Makromolekularnej, Wydział Fizyki UAM, ul. Umultowska 85, 61-614 Poznań    Fax: +48 61-829-5245, Email:  zfmak@amu.edu.pl

(C) Opisy i zdjęcia: Zakład Fizyki Makromolekularnej  | Ta stona używa ciasteczek
     Zaktualizowano: podstrony  2017-08-04  / bazę danych:   2017-09-18  by Webmaster: Zbigniew Fojud