ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Диэлектрическая поляризация из "Свойства и химическое строение полимеров " Диэлектрическая проницаемость (относительная) непроводящих материалов представляет собой отношение емкостей плоского конденсатора, измеренных при наличии и отсутствии данного диэлектрика между пластинами конденсатора. Различие между емкостями в двух указанных случаях обусловлено явлением поляризации диэлектрика в электрическом поле. [c.211] Следует сравнивать значения этих двух величин, измеренных при одной частоте. Однако диэлектрическую проницаемость обычно измеряют при относительно низких частотах (10 —10 Гц), тогда как показатель преломления определяется в диапазоне частот видимого света —7 10 Гц), как правило, на О-линии натрия. Но даже простое сравнение величин г ж По уже дает интересную информацию. Большое расхождение между г ж может служить указанием на полупроводниковые свойства вещества, но гораздо чаще подобное расхождение обусловлено присутствием постоянных диполей в данном диэлектрике. [c.212] Для таких полимеров формула (XII.4) приводит к значениям среднего дипольного момента мономерного звена от О для карбоцеп-ных полимеров до примерно 1 Д для полиамидов. Измеренные значения оказываются ниже по сравнению с дипольными моментами полярных групп в жидких средах. [c.213] Электрические силы, обусловленные поляризуемостью и дипольным моментом, определяют энергию когезии, поэтому можно ожидать наличия определенной корреляции между диэлектрической проницаемостью и параметром растворимости. Дарби с сотр. [11] предложили метод сопоставления этих величин для органических соединений. [c.215] Так называемый тангенс угла диэлектрических потерь tg б представляет собой весьма полезный безразмерный параметр, являющийся мерой отношения диссипированной электрической работы к запасенной энергии в периодически изменяющемся электрическом поле. Произведение диэлектрической проницаемости на тангенс угла потерь прямо пропорционально энергии, потерянной в диэлектрике, например в высоковольтном кабеле. [c.216] Значения е и б обычно измеряют в широком диапазоне частот— от 50 Гц до нескольких МГц (см. рис. ХП.1). [c.217] Поляризация полимера в электрическом поле осуществляется вследствие стремления связанных в единую цепь субъединиц разместиться так, чтобы их дипольные моменты и сильно поляризованные связи были ориентированы в направлении внешнего поля. Следовательно, можно ожидать существование корреляции между динамическим механическим поведением и электрическими характеристиками ноли-мера в переменном электрическом поле. [c.217] Одно время полагали, что более трудоемкие исследования механических характердстик можно заменить гораздо более легкими электрическими. Существуют, вероятно, тесные аналогии между общей формой температурных зависимостей механических и диэлектрических потерь. Однако количественная связь между этими явлениями не столь проста, как предполагалось прежде. Электрические измерения —. полезное дополнение к исследованиям механических свойств, но отнюдь не замена последних. [c.217] Основные (конечно, упрощенные) закономерности изменения диэлектрической поляризуемости в зависимости от частоты показаны на рис. ХП.2. При низких частотах суммарная поляризация проявляет себя полностью. Однако ориентация полярных групп относительно слаба, и с увеличением частоты ориентация запаздывает. Когда частота достигает значений порядка 10 Гц, диполи оказываются не в состоянии следовать за изменениями поля (Рдип исчезает). Сохраняется только статистическая ориентация, которая не вносит вклада в результирующую поляризацию. Из суммарной поляризации остаются только атомная Р ) и электронная (Рэл) поляризации. [c.217] При несколько более высокой частоте растяжение и изгибающие деформации связей сильно затормаживаются и атомной поляризации не происходит. [c.218] Частота возникновения подобного резонансного эффекта для атомной поляризации имеет порядок 1(Р Гц, таким образом в инфракрасной части спектра возникает дисперсия, и могут наблюдаться полосы ИК-поглощения. При частоте более 10 Гц остается только электронная поляризация. [c.218] Из рис. ХП.2 видно, что поляризация (и показатель преломле ния) увеличивается с приближением к резонайсной частоте и постепенно достигает слишком низкого значения (выше этой резонансной частоты). Подобное явное и внезапное изменение поведения когда-то посчитали аномалией свойств и назвали аномальной дисперсией. С помощью электромагнитной волновой теории было показано, что подобная аномальная дисперсия есть именно нормальная дисперсия, и она может объясняться как прямое следствие закономерностей движения ядер и электронов. [c.218] Вернуться к основной статье