Preview

Тонкие химические технологии

Расширенный поиск

ПРОВОДИМОСТЬ НА ПЕРЕМЕННОМ ТОКЕ ТОНКИХ ПЛЕНОК ПОЛИХЛОРОПРЕНА, СФОРМИРОВАННЫХ В ЭЛЕКТРИЧЕСКОМ ПОЛЕ

https://doi.org/10.32362/2410-6593-2018-13-1-75-92

Полный текст:

Аннотация

Исследованы температурные зависимости проводимости на постоянном и переменном токе (частота 1 кГц) тонких пленок полихлоропрена, сформированных из раствора четыреххлористого углерода на металлических электродах, имеющих различную полярность: аноде, катоде и при нулевом потенциале. Установлено, что в зависимости от метода формирования пленки исследованного полимера изменяется характер и вид температурной зависимости проводимости, что объясняется изменением механизма переноса заряда. Обнаружены температурные области максимальной проводимости. Показано, что реализация цикла нагрева с последующим охлаждением пленки в ограниченной области между электродами под действием переменного электрического поля приводит к увеличению удельной проводимости и смещению экстремальных значений в область более низких температур. В наибольшей степени этот эффект проявляется для пленок, сформированных на катоде. Процесс нагрева с последующим охлаждением носит гистерезисный характер и для удельной проводимости, и для тангенса угла диэлектрических потерь. Зависимость тангенса угла диэлектрических потерь от удельной проводимости в достаточно широкой температурной области измерений имеет обратно пропорциональный характер. В процессе анализа температурных зависимостей исследован механизм проводимости для тонких пленок полихлоропрена на постоянном и переменном токе. Найденные энергии активации процесса изменения проводимости полимерной системы дают основание заключить, что при постоянном и переменном токе механизмы электрической проводимости имеют близкий характер. Возникновение экстремальных значений величин удельной проводимости можно связать со структурными перестройками в процессе нагревания, что подтверждают данные по температурной зависимости тангенса угла диэлектрических потерь. Для объяснения проводимости на постоянном токе предложена модель дипольных ловушек.

Об авторе

Н. Н. Комова
Московский технологический университет (Институт тонких химических технологий имени М.В. Ломоносова)
Россия

доцент, кандидат химических наук, доцент кафедры физики и технической механики

119571, Россия, Москва, пр-т Вернадского, д. 86



Список литературы

1. Блайт Э.Р., Блур Д. Электрические свойства полимеров. М.: Физматлит, 2008. 376 с.

2. Сажин Б.И., Лобанов А.М., Романовская О.С. Электрические свойства полимеров. Л.: Химия, 1970. 376 с.

3. Сажин Б.Н., Орлова Т.П., Лобанов Л.Н. Исследование диэлектрических потерь полистирола и некоторых сополимеров стирола в стеклообразном состоянии // Высокомолек. соед. 1968. Т. А10. № 8. С. 1921-1929.

4. Комова Н.Н., Сыров Ю.В., Григорьев М.А. Физическая природа проводимости этиленпропиленового сополимера, наполненного хлоридом олова // Вестник МИТХТ. 2006 Т. 1. № 6. С. 58-62.

5. Комова Н.Н., Капитонов В.М., Прохоров А.И. Использование физической модели самосогласованного поля для описания проводимости эластомера, наполненного солями олова / Деп. в ВИНИТИ 23.11.06. №1452- В 2006.

6. Комова Н.Н., Заиков Г.Е. Исследование электропроводимости этиленпропиленового сополимера, наполненного хлоридом олова // Теор. основы хим. технологии. 2007. Т. 41. № 5. С. 562-565.

7. Гуль В.Е., Шенфиль Л.З. Электропроводящие полимерные композиции. М.: Наука, 1984. 240 с.

8. Komova N.N., Zaikov G.E., Kapitonov V.M.., Prokhorov A.I. Analysis of modeling representation of polydisperse systems conductivity on example of salts filled elastomer // In: Progress in Chemical and Biochemical Physics, Kinetics and Thermodynamics. New York: Nova Science Publishers, Inc., 2007. P. 111-127.

9. Крылов В.К., Колесников В.А., Тедорадзе М.Г., Комова Н.Н. Переключение проводимости в тонких полимерных слоях // Труды седьмой ежегодной молодежной конф. ИБХФ РАН - ВУЗы «Биохимическая физика». 12-14 ноября 2007. С. 157-161.

10. Комова Н.Н. Модельные представления электропроводности систем, состоящих из полимеров, наполненных мелкодисперсным проводнико // Труды Всерос. научно-практ. конф. «Математика, информатика, естествознание в экономике и в обществе». Москва, МФЮА, 16-17 ноября 2009. Т. 2. С. 104-108.

11. Гарнье Ф. Проводящие полимеры // Успехи физ. наук. 1978. Т. 157. Вып. 3. С. 513-527.

12. Комова Н.Н., Капитонов В.М., Барашкова И.И., Марков В.А. Влияние температуры на проводимость композитного полимерного материала, содержащего углевродный наполнитель // Материали за Х международна научна практична конференция «Найновите научни постижения - 2014». София: «Бял Град-БГ» ООД, 2014. Т. 29. Химия и химически технологии. Физика. С. 78-84.

13. Komova N.N., Zibin D.I., Zaikov G.E. Thermodynamic aspects of the changes in the electrical conductivity of polyethylene filled carbon black / In: Pathways to Modern Physical Chemistry. An Engineering Approach witrh Multidisciplinary Applications / Ed. by R. Wolf, G.E. Zaikov, A.K. Haghi. Apply Academic Press, 2017. Chapter 20. P. 355-370.

14. Лачинов А.Н., Корнилов В.М. , Загуренко Т.Г., Жеребов А.Ю. К вопросу о высокой проводимости несопряженных полимеров // ЖЭТФ. 2006. Т. 129. Вып. 4. С. 728-734.

15. Гутман Ф. Органические полупроводники. М.: Энергоатомиздат, 1990. 257 с.

16. Попова С.С., Денисов А.В., Рябухова Т.О., Окишева Н.А. Влияние химического модифицирования на электрические свойства межфазной границы пленочный катод/пленочный электролит // Конденсированные среды и межфазные границы. 2015. Т. 17. № 4. С. 487-497.

17. Бонч-Бруевич В.Л., Калашников С.Г. Физика полупроводников. М.: Наука, 1987. 678 с.

18. Street G.B. Electronic structure and transport in the organic amorphous semiconductor polypyrrole / In: Handbook of Conducting Polymers. V. 1. / Ed. T.E. Scotheim. New York: Marcel Dekker, 1986. P. 265-278.

19. Травень В.Ф. Электронная структура и свойства органических молекул. М.: Химия, 1989. 267 с.

20. Криничный В.И. Природа и динамика нелинейных возбуждений в проводящих полимерах. Гетероароматические полимеры // Успехи химии. 1996. Т. 65. № 6. С. 565-580.

21. Шкловский Б.И., Эфрос А.Л. Теория протекания и проводимость сильно неоднородных сред // Успехи физ. наук. 1975. Т. 117. № 3. С. 401-435.

22. Mott N.F., Davis E.A. Electronic processes in non-crystalline materials. Oxford University Press, 1978. 221 р.

23. Borsenberger P.M., Pautmeier L., Bassler H. Charge transport in disordered molecular solids // J. Chem. Phys. 1991. V. 94. P. 5447-5454.

24. Брыксин В.В., Дьяконов М.Н., Муждаба В.М., Ханин С.Д. Анализ характера прыжковой проводимости по частотной зависимости тангенса угла потерь // Физика твердого тела (ФТТ). 1981. Т. 23. № 5. С. 1516-1519.

25. Солодуха А.М. Особенности прыжковой электропроводности в тонких слоях триоксида вольфрама // Вестник ВГУ. Серия: Физика. 2005. № 2. С. 70-76.

26. Lee P.A., Nagaosa N., Wen X.-G. Doping a mott insulator: Physics of high-temperature superconductivity // Rev. Modern Physics. 2006. V. 78. № 1. Р. 17-85.

27. Тимонов А.М., Васильева А.М .Электронная проводимость полимерных соединений // Соросовский образовательный журнал. 2000. № 3. С. 33-39.

28. Gong S., Zhu Z.H., Li Z. Electron tunnelling and hopping effects on the temperature coefficient of resistance of carbon nanotube/polymer V. 19. P. 5113-5120.

29. Borsenberger P.M., Bassler H. The role of polar additives on charge transport in molecularly doped polymers // Phys. Status Solidi (B). 1992. V. 170. Iss. 1. P. 291-302 .

30. Efros A.L., Shklovskii B.I. Critical behaviour of conductivity and dielectric constant near the metalnon-metal transition threshold // Phys. Status Solidi (B). 1976. V. 76. P. 475-485.

31. Emin D. Aspects of the theory of small-polarons in disordered materials / In: Electronic and Structural Properties of Amorphous Semiconductors / eds. P.G. LeComber, J. Mort . London: Academic Press, 1973. P. 261-328.

32. Tyurin A., De Filpo G., Cupelli D., Nicoletta F.P., Mashin A.,Chidichimo G. Particle size tuning in silver-polyacrylonitrile nanocomposites // Express Polym. Lett. 2010. V. 4. № 2. P. 71-78.

33. Psarras G.C., Tsangaris G.M., Psarras G.C., Kouloumbi N. Electric modulus and interfacial polarization in composite polymeric systems // J. Materials Sci. 1998. V. 33. № 8. P. 2027-2037.

34. Psarras G.C., Manolakaki E., Tsangaris G.M. Dielectric dispersion and ac conductivity in iron particles loaded polymer composites // Composites. Part A: Appl. Sci. & Manufact. 2003. V. 34. № 12. P. 1187-1198.

35. Psarras G.C. Hopping conductivity in polymer matrix-metal particles composites // Composites. Part A: Appl. Sci. & Manufact. 2006. V. 37. № 10. P. 1545-1553.

36. Dyre J.C. Universality of ac conduction in disordered solids // Rev. Modern Physics. 2000. V. 72. № 3. P. 873-892.

37. Schrоder T.B., Dyre J.C. Scaling and universality of ac conduction in disordered solids // Phys. Rev. Lett. 2000.V. 84. № 2. P. 310-313.

38. Энциклопедия полимеров: в 3-х т. Т. 3. Полиоксадиазолы. М.: Советская энциклопедия, 1977. 1152 с.

39. Волькенштейн М.В.. Строение и физические свойства молекул. М.-Л.: Изд-во АН СССР, 1955. 638 с.

40. Соколова Л.В., Татаринов Г.А. К вопросу о различии в структурной организации каучуков СКН и БНКС // Каучук и резина. 2017. Т. 76. № 5. С. 274-279.

41. Колесников В.А., Тедорадзе М.Г., Крылов В.К. Эффект переключения проводимости в тонких слоях широкозонных полимеров // Материалы VI Междунар. научно-техн. конф. INTERMATIC 2007. Москва, МИРЭА, 2007. С. 52-55.

42. Лачинов А.Н., Воробьева Е.В. Электроника тонких слоев широкозонных полимеров // Успехи физ. наук. 2006. Т. 176. № 12. С. 1249-1266.

43. Скалдин О.А., Жеребов А.Ю., Лачинов А.Н., Чувыров А.Н., Делев В.А. Зарядовая неустойчивость в тонких пленках органических полупроводников // Письма в ЖЭТФ. 1990. Т. 51. Вып. 3. С. 141-144.

44. Ванников А.В., Тамеев А.Р., Козлов А.А. Влияние ориентационной упорядоченности транспортных центров на электронную подвижность в полимерных пленках // Высокомолек. соед. А. 1998. Т. 40. № 7. С. 1164-1168.

45. Бартенев Г.М., Бартенева А.Г. Релаксационные свойства полимеров. М.: Химия, 1992. 384 с.


Для цитирования:


Комова Н.Н. ПРОВОДИМОСТЬ НА ПЕРЕМЕННОМ ТОКЕ ТОНКИХ ПЛЕНОК ПОЛИХЛОРОПРЕНА, СФОРМИРОВАННЫХ В ЭЛЕКТРИЧЕСКОМ ПОЛЕ. Тонкие химические технологии. 2018;13(1):75-92. https://doi.org/10.32362/2410-6593-2018-13-1-75-92

For citation:


Komova N.N. CONDUCTIVITY AT ALTERNATING CURRENT OF THIN FILMS OF POLYCHLOROPRENE FORMED IN ELECTRIC FIELD. Fine Chemical Technologies. 2018;13(1):75-92. (In Russ.) https://doi.org/10.32362/2410-6593-2018-13-1-75-92

Просмотров: 61


Creative Commons License
Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License.


ISSN 2410-6593 (Print)
ISSN 2686-7575 (Online)