ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Диэлектрические свойства облученного полиэтилена из "Облученный полиэтилен в технике" Влияние излучения на диэлектрические свойства полиэтилена — диэлектрическую проницаемость е и тангенс угла диэлектрических потерь б — представляет существенный интерес для разработки электро- и радиоаппаратуры и для многих других областей техники. [c.53] На величину е и ее зависимость от температуры и частоты условия облучения полиэтилена почти не влияют. Так, облучение полиэтилена до доз от 10 до 2- 10 рад при мощности дозы от 5 до 20 рад/с, проведенное при температурах —70 °С и 70 °С, а также в условиях высокой (98%-НОЙ) относительной влажности воздуха и повышенной (40 °С) температуры не приводит к существенному изменению е по сравнению с е, измеренной при нормальных условиях [125]. [c.54] При облучении в атмосфере азота и введении термостабилизатора в состав материала закономерности изменения Б от поглощенной дозы сохраняются, однако в стабилизированном полиэтилене облучение вызывает несколько меньшее возрастание е, что иллюстрирует эффективность защиты от окисления. [c.55] В работах [101, 144] показано необратимое изменение 8 полиэтилена высокой плотности в процессе воздействия излучения. [c.55] Данные об изменениях тангенса угла диэлектрических потерь полиэтилена в зависимости от условий облучения приведены в работах [2, 124, 125]. Показано [125], что изменений абсолютных значений tgб, а также механизма потерь и поляризации при дозах до 0,1 Мрад в широком интервале температур от 20 до 100 °С и диапазоне частот от 50 до 10 Гц не наблюдается. Характер температурно-частотных зависимостей для облученного полиэтилена соответствует характеру этих зависимостей для исходного полимера. [c.55] В работах [101, 106, 107, 142—144] приведены значения tgб для полиэтилена низкой и высокой плотности, измеренные в широком интервале частот (от 20 до 10 Гц) и температур, после у- и электронного облучения на воздухе и в вакууме до разных поглощенных доз. Варьировались также мощность поглощенной дозы излучения и толщина образцов. Показано, что в принятых условиях испытаний относительное возрастание 1дб при данной поглощенной дозе для каждого из трех характерных для полиэтилена низкой плотности максимумов (низко-, средне- и высокочастотного или соответственно высоко-, средне- и низкотемпературного) примерно одинаково. [c.55] Облучение полиэтилена низкой плотности до поглощенной дозы 0,1 Мрад при повышенной (98%-пой) относительной влажности приводит к изменению tgб в области низких частот. Аналогичная картина наблюдается при облучении полиэтилена при —70 °С. Это, по-видимому, объясняется взаимодействием продуктов радиолиза воды со свободными радикалами — в первом случае и максимальным проявлением эффекта ионизации вслед- ствие торможения процесса рекомбинации радикалов при низких температурах — во втором. [c.55] Облучение полиэтилена до доз 40—80 Мрад вызывает уже при комнатной температуре более существенные изменения тангенса угла диэлектрических потерь по сравнению с диэлектрической проницаемостью, особенно при низких и средних частотах. Это объясняется образованием и накоплением в облучаемом полиэтилене полярных кислородсодержащих групп. Присутствие достаточных количеств растворенного кислорода в полимере, накопление его в макроколичествах при переработке вследствие образования пористости, а также диффузия газа или контакт с кислородом поверхностей тонкостенных образцов и изделий вызывают более значительные изменения tgб при облучении. Исследование кинетики возрастания полиэтилена низкой и высокой плотности при частоте 10 Гц показало, что сначала наблю-, дается быстрое увеличение tgб (приписываемое окислению поверхности образцов), а затем более медленное (при окислении внутренних слоев). При мощности дозы 200—300 рад/с точка перегиба на графике соответствует 40—80 Мрад [101]. Хорошая корреляция получается при сопоставлении полученных результатов с измерениями концентрации карбонильных групп по ИК-спектру. Окисление можно предотвратить, если ограничить доступ кислорода к полимеру или ввести в него специальные антиоксиданты и термостабилизаторы. В некоторых случаях сохранение стабильных диэлектрических характеристик достигается нанесением специальных газонепроницаемых покрытий на поверхность изделий из полиэтилена или эксплуатацией изделий после радиационной обработки в вакууме или в среде инертного газа. [c.56] После облучения до дозы 50 Мрад tgб образцов не-стабилизированного полиэтилена высокой плотности (толщиной 0,7—0,8 мм) при частоте 10 ° Гц возрастает от 4-10- до 16-10 а после стабилизации полимера — от 2-10 4 до 9-10 При мощности дозы 7,3-104 рад/с для стабилизированного полиэтилена высокой плотности (толщина образцов 0,7 мм) наблюдается увеличение tgб при той же частоте от 2-10 4 до 9-10 только после дозы 1000 Мрад. Это свидетельствует о диффузионном характере окисления даже поверхностных слоев полимера, т. е. при этом окисление лимитируется не радиационным образованием окисляемых свободных радикалов, а поступлением кислорода [101]. [c.58] Облучение термостабилизированного полиэтилена высокой плотности с показателями текучести расплава 0,25—35,0 г/10 мин и плотностью 0,947—0,953 г/смз в атмосфере азота также вызывает изменения tg 6, зависящие от поглощенной дозы излучения [63]. Максимум возрастания (в 1,5—2,5 раза) tgS для всех исследованных марок соответствует дозе 10 Мрад. Последующее облучение образцов снижает достигнутые при этой дозе значения до минимума, отвечающего дозе 50 Мрад, а затем происходит его вторичное возрастание. Таким образом, оптимальной поглощенной дозой излучения, соответствующей минимальному изменению значений является доза 50 Мрад наименьшие величины tgб имеют образцы с показателями текучести расплава до 2,2— 2,6 г/10 мин, т. е. с наибольшим молекулярным весом. [c.58] Облученный до оптимальной поглощенной дозы полиэтилен высокой плотности с указанными показателями текучести расплава имеет tgб (при частоте 10 Гц) не более 4-10 а максимальные значения его при доз 10 Мрад не превышают 6,5-10 в то время как полиэтилен с показателем текучести расплава 5,7 г/10 мин при тех же условиях имеет значения tgб, равные 6-10 и 11-10 4 соответственно. [c.58] Температурно-частотные зависимости tgб облученного полиэтилена низкой плотности рассмотрены в работе [150]. При частотах 10 и 10 Гц наблюдается резкое возрастание tgб для полиэтилена, облученного до дозы 80 Мрад. Введение термостабилизатора в исходный полимер снижает изменение tgб в результате облучения, не меняя характера температурной зависимости, установленной для облученного полиэтилена. [c.59] Характерной особенностью изменений tg б для облученного полиэтилена, при частотах 10 —10 Гц, является возникновение широкой области максимальных значений при потерях средне- и низкочастотной релаксации (в интервале температур от —50 до 80 °С), занимающей промежуточное положение между максимумами tgб, отмеченными до облучения. Обнаружено также, что для нестабилизированного облученного полиэтилена низкой плотности в области потерь высокочастотной релаксации (от —150 до —50°С), значение tgб возрастает. Стабилизация полиэтилена исключает изменения tgб при облучении в рассматриваемом интервале температур. Таким образом, после облучения значения тангенса угла диэлектрических потерь полиэтилена низкой плотности в области низких температур увеличиваются в меньшей степени, чем при высоких. При этом критерием стабильности tgб полиэтилена при облучении являются изменения показателя при 20—30 °С. [c.59] Увеличение дозы до 80 Мрад вызывает возрастание диэлектрических потерь в полиэтилене в 3 раза по сравнению с исходным [150]. [c.60] Установлено [125], что tgo стабилизированного полиэтилена высокой плотности незначительно изменяется с повышением температуры в широком интервале поглощенных доз. С увеличением дозы абсолютное значение tg6 при частоте 10 Гц и комнатной температуре постепенно возрастает и одновременно незначительно повышается чувствительность этого показателя облученного полиэтилена к повышению температуры испытаний. Подобного рода зависимости изменения показателей от степени облучения полиэтилена были установлены после дозы у-излучения 100 Мрад и при потоке быстрых нейтронов 10 нейтрон/см . Более резкая зависимость показателя от температуры наблюдается после облучения полиэтилена до доз 500 Мрад и более. [c.60] При эксплуатации изделий из облученного полиэтилена очень важно знать, как изменяется 6 непосредственно в момент воздействия радиации. Испытания полиэтилена низкой и высокой плотности в поле у-излуче-ния показали, что в момент облучения б резко возрастает [2, 101, 107, 144]. [c.61] Вернуться к основной статье