Электретные свойства полимеров

Методы определения поверхностной плотности зарядов и потенциала поверхности.

К важнейшим характеристикам электретов относятся поверхностная плотность зарядов и время ее релаксации (уменьшения в с раз). Поверхностную плотность зарядов определяют различными методами, из которых важнейшим и наиболее старым является индукционный статический метод, или метод подъемного электрода. Иногда этот метод называют по фамилии автора, его разработавшего, метод Эгучи (или Эгути); метод стандартизован (ГОСТ 25209-82). Сущность метода подъемного электрода заключается в измерении напряжения на образцовом конденсаторе, соединенном с подвижным электродом, на котором индуцируется заряд от заряженной поверхности электрета. Для испытаний используют образцы в виде плоских пластин, дисков, пленок толщиной 0,1-3 мм и диаметром (для дисков) 50 + 0.5 или 25 ± 0.5 мм.

Рис.1. Схема установки для определения σэф методом подъемного электрода (а) и кассета для пленочного электрета (б):

1 - нижний неподвижный электрод; 2-электрет; 3-верхний подвижный электрод,4 - изолятор; 5 - шток, 6 - штатив,7 - ручка,8 - выключатель,9 - образцовый конденсатор; 10-статический вольтметр.

Испытания проводят следующим образом. Образец помешают на нижний электрод электродного устройства рабочей стороной кверху (при поднятом верхнем электроде). Верхний электрод опускают на образец, замыкают на землю и отключают от нее после чего верхний электрод поднимают и отсчитывают показания на вольтметре. Поверхностную плотность зарядов образцов электретов σэф (Кл/М2) вычисляют по формуле:

σэф=VCоб/S

Где (V-

напряжение

на

вольтметре, В; Соб - сумма

емкости

конденсатора и

входной емкости вольтметра и емкости проводов, Ф; S-площадь электродов, м2.

Для большей точности измерений верхний электрод снабжают охранным кольцом.

Электретную разность потенциалов (потенциал на поверхности электрета) рассчитывают по формуле:

Vэф= (σэф/. ε0ε) L,

где ε0 - электрическая постоянная, равная 8,854-10-12 Ф/м; ε - относительная диэлектрическая проницаемость материала электрета, L-толщина электрета, м; если σэф выражают в нКл/см2, a L в мм.

Недостаток метода подъемного электрода заключается в том, что при опускании верхнего электрода и его последующем отрыве от поверхности электрета происходят разряды между поверхностью электрета и электродом и (или) образование дополнительных зарядов вследствие разрыва контакта. Возможно также загрязнение поверхности электрета. Все эти явления искажают действительное значение σэф. Поэтому иногда электрод опускают не прямо на поверхность, а до определенного зазора между поверхностью и электродом. Для этого к краям электрода прикрепляют шарики или небольшие цилиндры из высококачественных изоляторов высотой до 1 мм.

Другой метод определения σэф - компенсационный. Сущность метода заключается в измерении напряжения, подаваемого на электроды для компенсации электрического поля, индуцируемого электретом в зазоре электрет - подвижный вибрирующий электрод. По ГОСТ 25209-82 этим методом рекомендуется измерять пленочные образцы диаметром 25 ± 0,5 и 10 ± 0,5 мм и толщиной 0,002-0,100 мм, а также диаметром 5 + 0,2 мм и толщиной 0,002 0,050 мм.

Рис.2. Схема установки для определения электретного потенциала компенсационным методом:

1-втулка-изолятор; 2 - основание; 3-неподвижный электрод; 4 - электрет; 5-кассета: 6-стопорный винт.7-штатив; 8-пружина; 9-селеноид; 10-вгулка; 11-генератор; 12-осинллографический индикатор нуля; 13-источник постоянного напряжения (регулируемый); 14 - вольтметр; 15 - переключатель.

Испытания проводят следующим образом. Образец электрета помещают между электродами так, чтобы сторона электрета с электропроводящим покрытием контактировала с неподвижным электродом. Вибрирующий электрод подводят на расстояние 0.2-1,0 мм к заряженной поверхности электрета. Изменяя величину и полярность компенсирующего напряжения, добываются нулевого показания на осциллографическом индикаторе. Компенсирующее напряжение - электретную разность потенциалов Vэ - записывают в целых единицах Вольт. Поверхностную плотность зарядов (Кл/м2) вычисляют по формуле:

Формирование двигательной активности детей 2-3 лет через использование нестандартного физкультурного оборудования
В современном мире, в эпоху XXI века, предъявляются новые, более высокие требования к человеку, в том числе и к ребенку, к его здоровью и знаниям. Постоянно усиливающееся влияние на организм ребенка разнообразных отрицательных факторов окружающей среды приводит к ухудшению состояния здоровья, к сни ...

Влияние профессиональных качеств социального педагога и социального работника на взаимоотношения с клиентами
Совершенствование форм, содержания работы центров социального обслуживания семьи и детей лежит в русле решения задач по оказанию эффективной помощи родителям, в установлении благоприятных внутрисемейных отношений во благо детей. Структурами социального обслуживания семьи и детей проделывается больш ...

Особенности научных исследований в курсе "Агрохимия"
"Агрохимия - наука об оптимизации питания растений, применения удобрений и плодородия почвы с учетом биоклиматического потенциала для получения высокого урожая и качества продукции." (цит. по Минееву, 2006). Агрохимия, как наука занимается разработкой теоретических основ и агротехнических ...