Влияние обработки в барьерном разряде на электретные свойства пленок полиимида - Дипломная работа

1.9.1 Релаксация электрического заряда в изотермических условиях2.3 Описание установки для измерения электретной разности потенциалов методом компенсации.1 Зависимости тока от температуры при термостимулированной деполяризации4.1 Расчет заработной 4.4 Затраты на амортизацию используемого оборудования5.1 Меры безопасности при проведении электрических испытанийВ настоящее время полиимиды получили широкое применение в различных областях техники, таких как: авиация, космическая техника, микроэлектроника, электро-и радиотехническая промышленность [1, 2, 3]. Полиимиды - твердые термостойкие, негорючие вещества, преимущественно аморфной структуры; молекулярная масса М0=290 - 768; Полиимидная пленка характеризуется высокими физико-механическими показателями. Полиимидная пленка относится к антифрикционным материалам. Основной особенностью этого материала является способность сохранять механические и электроизоляционные свойства при длительной эксплуатации в широком интервале температур (от - 60°С до 220°С) и относительной влажности до 95%, возможна кратковременная эксплуатация при температуре до 300°С. Наиболее ценным комплексом свойств обладает полиимидная пленка марки ПМ (пленка из поли-4,4’-дифениленоксидпиромеллитимида) [2].Полиимиды - это полимеры, содержащие в основной цепи молекулы циклическую имидную группу: Практическое значение получили ароматические линейные полиимиды с имидными циклами в основной цепи благодаря ценным физико-химическим свойствам, не изменяющимся длительное время в широком интервале температур. Их строение можно представить общей формулой: где Q и R ароматические радикалы, которые могут быть двух типов: 1. Наиболее широко известными и применяемыми являются полипиромеллитимиды - полиимиды, в получении которых участвует диангедрит пиромеллитовой кислоты [3]. На основании рентгеновских и дилатометрических данных сделан вывод о том, что для объяснения комплекса упругопрочностных свойств полиимидов необходимо учитывать конформационное строение макроцепи, а также уровень надмолекулярной упорядоченности, который реализуется в твердом состоянии. На примере ориентированных систем показано, что полиимиды, имеющие конформации с небольшими изгибами и образующие плотную упаковку в упорядоченных областях (кристаллическую или мезоморфную), обеспечивают более высокие показатели прочности(?), модуля упругости(Е) и деформации (?) (см. табл.Исследования фундаментальных проблем связи химического строения полиимидов с условиями реакций их образования и их свойствами проводит коллектив Института высокомолекулярных соединений РАН. В лабораториях института были развиты представления о закономерностях поликонденсационных реакций, лежащих в основе важнейших способов получений полиимидов: · реакций образования полиамидокислот исходя из диангидридов тетракарбоновых кислот и ароматических диаминов [1, 5]; · реакций образования полиимидов исходя из кислых эфиров тетракарбоновых кислот и диаминов [7, 8]; Наибольшее распространение получил пиромеллитовый диангидрид (диангидрид 1,2,4,5-бензолтетракарбоновой кислоты), синтезируемый окислением дурола (одной из высококипящих фракций нефти) на католизаторе - пентоксиде ванадия: Пиромеллитовый диангидрит представляет собой белое твердое вещество с Тпл.=(286 - 287)°С; во избежание гидролиза его хранят в условиях, не допускающих попадания влаги. На первой стадии образуется высокомолекулярный растворимый форполимер полиимида - полиимидокислота (ПАК): На второй стадии происходит дегидроциклизация полиамидокислоты (ПАК) (имидизация) с образованием конечного продукта - ароматического полиимида (ПИ): Вторая стадия реакции может осуществляться термическим или химическим путем [1, 10].Технология получения ароматических линейных полиимидов отличается от технологии получения большинства других линейных конденсационных полимеров тем, что процесс осуществляется в две стадии, и стадия циклодегидротации полиамидокислот проводится в самих полимерных материалах (изделиях) [2]. Схема получения полиимидной пленки методом двухстадийной поликонденсации: Поскольку на первой стадии реакция ангидридов тетракорбоновых кислот и диаминов протекает со значительным экзотермическим эффектом, то необходим тщательный отвод тепла из реакционной зоны. Обратный порядок введения в реакцию исходных компонентов, т.е. добавление диамина к раствору диангидрида, так же как и смешивание растворов обоих компонентов приводит к получению более низкомолекулярных полиамидокислот. Растворитель удаляют, пропуская такую ленту через сушильную камеру часто с принудительной циркуляцией сухого инертного газа (азота), нагретую примерно до 100°С, а затем пленку пропускают через термокамеру с градиентом температур от 150 до 300°С также в атмосфере инертного газа. В работе [3] приведены основные диэлектрические свойства полипиромеллитимида при температуре 20°С: ?=3,5; ? =1017Ом•см; Епр=275 КВ/мм; при температуре 300°С - ? =1012Ом•см.По данным динамической термогравиметрии в вакууме и в инертной атмосфере ароматические полипироме

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

1.1 Общие сведения о полиимидных пленках

1.2 Строение полиимидных пленок

1.3 Синтез полиимидных пленок

1.4 Производство полиимидных пленок

1.5 Диэлектрические и электрические свойства полиимидных пленок. Сорбция воды в полимерах

1.5.1 Влияние повышенной температуры на диэлектрические и электрические свойства полиимидных пленок

1.5.2 Влияние влаги на диэлектрические свойства полиимидных пленок

1.5.3 Воздействие радиационного облучения на полиимиды

1.5.4 Характеристики частичных разрядов, определяющие разрушение изоляционных материалов

1.6 Влияние газового разряда на полиимидные пленки

1.7 Энергетические характеристики разрушения изоляционных материалов под воздействием частичных разрядов

1.8 Электретное состояние в полимерном диэлектрике

ВВЕДЕНИЕ

Важным показателем прогресса в современной электротехнике является уменьшение размеров электрических установок, машин и аппаратов, приходящихся на единицу мощности. Поэтому полиимидные пленки являются превосходным полимером для изготовления пленок электроизоляционного назначения, длительно работающих при высоких температурах. Благодаря высоким механическим характеристикам при высокотемпературном воздействии полиимидная пленка может заменить гораздо более толстую изоляцию из керамики и слюды. Эти пленки находят широкое применение в конденсаторах, кабелях, микрофонах, композиционной изоляции электрических машин. Однако электрические и электретные свойства полиимида могут изменяться под воздействием частичных разрядов.

Данный дипломный проект посвящен изучению процессов релаксации электрического заряда в полиимидной пленке, предварительно обработанной в барьерном разряде. С этой целью систематически исследованы спектры токов ТСД и температурные зависимости проводимости пленок ПМ до и после обработка в барьерном разряде. Полученные зависимости проанализированы на основе модели электретного состояния. Показано, что изменение спектров ТСД в значительной степени обусловлено увеличением проводимости пленки под действием разряда.