ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Влияние пластификаторов на диэлектрические свойства полимеров из "Пластификаторы" Исследовались фталаты, трикрезилфосфат, эфиры алифатической дикарбоновой кислоты. В ряду диметил-, дибутил- и диоктилфталатов наибольшее снижение скорости распространения звука при 20° С наблюдалось в пленках, содержащих диоктилфталат. Это значит, что с повышением содержания пластификатора достижение той же скорости звука становится возможным при более низких температурах. В твердых пленках поливинилхлорида, содержащих малое количество диоктилфталата, скорость звука, равная 1000 м сек, достигается при 90° С в пленках состава 60 40. Эту же скорость распространения звука можно достигнуть при 18° С. [c.137] В системе полистирол — трикрезилфосфат при температуре ниже 0° С наблюдалось повышение скорости звука с увеличением содержания пластификатора. При температуре ниже области стеклования температурный коэффициент скорости звука растет с повышением концентрации пластификатора. Снижение скорости звука с повышением содержания пластификатора следует рассматривать как результат ослабления ван-дер-вааль-совских сил между цепями макромолекул поливинилхлорида под действием молекул пластификатора. О влиянии строения пластификатора можно сказать, что нри одинаковом составе внутреннее рассеивание звука во всех случаях тем больше, чем более линейна молекула пластификатора. Можно считать, что температура, при которой начинается изменение температурного коэффициента скорости звука, идентична температуре перехода в стекловидное состояние. В соответствии с этим пластификаторы можно расположить по эффективности действия в следующий ряд дибутилфталат, диоктилфталат и эфиры алифатических дикарбоновых кислот. [c.137] Турн и Вюрстлин провели измерения механико-динамических потерь в ультразвуковой области при частотах 2 10 гц для систем поливинилхлорид — дибутилфталат, поливинилацетат — дибутилфталат или бензилбензоат при содержании пластификатора от О до 100%. [c.137] Также как и для диэлектрических потерь (стр. 145), форма кривых механических потерь непрерывно меняется с изменением концентрации пластификатора. В случае механических потерь наряду с главным максимумом, обусловленным тем, что большая часть цепи макромолекулы при обретает подвижность, имеются меньшие, побочные, максимумы, по-видимому связанные с подвижностью ее сегментов. У всех трех систем полимер — пластификатор главные максимумы лежат при значительно более низких температурах, чем соответствующие максимумы диэлектрических потерь. Только для чистых пластификаторов максимум механических потерь лежит при более низкой температуре, чем максимум диэлектрических потерь. Побочный максимум систем полимер — пластификатор находится то при более высокой, то при более низкой температурах или перекрывает максимум диэлектрических потерь. Главные максимумы этих систем не-соответствуют максимумам пластификаторов. Вообще ни в одной из температурных областей не наблюдается перехода этих максимумов друг в друга. Поэтому авторы считают возможным сделать вывод, что в системе полимер — пластификатор не имеется несвязанных молекул пластификатора, т. е. молекул, на подвижность которых не влияют макромолекулы полимера. [c.137] В сочетании с этими полимерами, требуется, чтобы они не ухудшали все эти свойства, а даже несколько улучшали их. Совершенно очевидно, что пластификаторы не должны содержать каких-либо ионов, снижающих диэлектрические свойства материалов или способствующих протеканию катодных и анодных процессов. [c.138] Большинство пластификаторов являются полярными веществами, поэтому возможно определение их диэлектрической проницаемости (е) и тангенса угла диэлектрических потерь (tgб). В табл. 55а приводятся показатели электрических свойств некоторых сложноэфирных пластификаторов по данным Элиота с сотрудниками , а также темнературы, при которых диэлектрическая проницаемость и тангенс угла диэлектрических потерь имеют максимальные значения. [c.138] Элизабет Шредер определяла дипольные моменты хлорпарафинов и пыталась по этим величинам устанавливать строение этих пластификаторов и возможность предвидеть их совместимость с полимерами. Дипольные моменты Схз -хлорпарафинов растут с увеличением содержания хлора от (х = 2,58 В для 3 атомов хлора до ц = 2,95 В для 6 атомов хлора. [c.138] Из сравнения этих результатов измерений с значениями динольных моментов, рассчитанных Эбертом и Бергманном , вытекают следующие представления о строении хлорпарафинов. В трихлорзамещенном парафине атомы хлора расположены не симметрично в положениях 1, 6, 11 (транс-полотеъяя), а беспорядочно. При введении еще атомов хлора сохранить расстояние в 5 атомов углерода невозможно из-за пространственных затруднений, вследствие чего заместители влияют друг на друга. Установлено, что в Схг-хлорпарафинах происходит большее скопление атомов хлора, чем в более регулярно построенных С -хлорпарафинах. [c.138] Лучшая совместимость Сха-хлорпарафинов следует как из дипольных моментов, так и из значений критических температур растворения. Следовательно, на совместимость влияет не только содержание хлора, но и положение заместителей. [c.139] Сопротивление изоляции поливинилхлорида, пластифицированного динониладипатом, снижающееся прямо пропорционально повышению температуры, уменьшается после 1 ч нагревания пленки при 150—170° С почти на 10%. Это вызывается омылением, а не окислением эфира, о чем можно судить по сильному повышению кислотного числа. В этом отношении динониладипат занимает особое положение в ряду более стойких пластификаторов. Введение смеси наполнителей и пластификатора также снижает удельное электрическое сопротивление, причем сохраняется линейная температурная зависимость . [c.139] Следует указать, что выбор пластификатора на основании его диэлектрических характеристик необходимо по возможности сочетать с требованиями повышенной водостойкости. [c.139] Подвижность звеньев цепи полимеров и молекул пластификатора характеризует общее поведение композиций, используемых в качестве изоляционных материалов в поле переменного тока. [c.139] В общем случае диэлектрические свойства пластифицированного полимера хуже, чем у твердого непластифицированного полимера. Это особенно заметно при введении полярных пластификаторов в неполярные полимеры, которые обычно предпочтительно применяются в качестве изоляционных материалов. [c.139] Понижение вязкости высокополимеров, вызванное присутствием пластификатора, можно измерить, определяя ионную проводимость системы, так как электропроводность обратно пропорциональна вязкости среды. Однако электропроводность пластифицированного поливинилхлорида не является аддитивной величиной. [c.140] Бирнталер установил, что удельное электрическое сопротивление изменяется линейно и обратно пропорционально концентрации пластификатора. Зависимость удельного электрического сопротивления смесей поливинилхлорид — пластификатор от 1/7 в области температур 20— 50° С описывается прямой. С увеличением концентрации пластификатора удельное электрическое сопротивление уменьшается при нагревании системы примерно на 40° С эта величина уменьшается в 300 раз. При подборе рецептур изоляционных масс нужно иметь в виду, что морозостойкость и удельное электрическое сопротивление изменяются в обратных направлениях, т. е. являются антиподами. Удельное поверхностное электрическое сопротивление таких материалов лежит в пределах от 10 до 10 ом. [c.140] По данным Крейса, удельное объемное электрическое сопротивление поливинилхлоридных пленок с 15—30% пластификатора — диоктил себацината, диоктилфталата, динониладипата или трикрезилфосфата во всех случаях заметно повышается при добавлении 5 % каолина и достигает от 10 до 10 ом см. При испытании этих систем в течение 100 ч при 140° С установлено, что наполнитель оказывает благоприятное действие также на постоянство сопротивления изоляции. [c.140] По полулогарифмическим кривым зависимости удельного электрического сопротивления от температуры Гепперт предложил путем экстраполяции определять морозостойкость ряда систем поливинилхлорид — пластификатор. [c.140] Для пластификации поливинилхлорида, подвергающегося длительному воздействию постоянного тока в присутствии влаги (даже если поливинилхлорид содержит эмульгатор), оказались пригодными трикрезилфосфат, диоктилфталат и ди-(этилгексил)-фталат. Согласно данным Бирнталера, непригодны гликолевые эфиры жирных кислот. Это подтверждает данные Лeйлиxa наблюдавшего чувствительность фталатов жирных спиртов к высоким напряжениям. По данным Лейхса , нежелательность применения эфиров жирных кислот как пластификаторов не распространяется на поливинилхлорид, не содержащий эмульгатора и электролитов. [c.141] Наличие области, в которой удельное электрическое сопротивление остается практически постоянным (О—20% пластификатора), Лейлих объясняет тем, что при малых концентрациях пластификатора все молекулы принимают участие в образовании сольватной оболочки. При дальнейшем увеличении содержания пластификатора в системе появляются несвязанные с полимером молекулы пластификатора, что и снижает удельное электрическое сопротивление системы. С этими представлениями согласуются также представления Тиниуса и Шредер о присоединении молекул пластификатора к макромолекулам поливинилхлорида. [c.141] По данным Томиса , в этом интервале дозировок пластификатора удельное электрическое сопротивление значительно ниже, чем у твердого поливинилхлорида, но все же порядка 5 10 ом см. После 24 ч вымачивания в воде электрическое сопротивление поливинилхлоридных пленок, содержащих трикрезилфосфат, сильно снижается. При вымачивании в воде, кроме того, проявляется также влияние сорта поливинилхлорида. [c.141] Вернуться к основной статье