Разработка методов ускоренного испытания полимерных электроизоляционных материалов к действию электрического, радиационного и атмосферного старения, а так же к действию агрессивных сред позволяет не только прогнозировать изменение эксплуатационных характеристик изделий из этих материалов, но и использовать их при оценке эффективности вводимого стабилизатора. При этом определяющим фактором является чувствительность метода испытания.
Согласно существующим представлениям и методам ускоренного испытания полимеров, увеличение частоты электрического поля и температуры должно приводить к ускорению процессов элек трического разрушения полимеров. На основании этого предлагались методы ускоренного испытания долговечности полимерных диэлектриков к электриче скому старению. При этом роль релаксационных процессов не учитывалась.
Нами был обнаружен неожиданный эффект нелинейного изменения стойкости полимерных диэлектриков к действию частичных разрядов при увеличении частоты их следования и температуры испытания.
В ходе испытания выявлено, что при электрическом старении на частотах, соответствую щих частотам минимумов напряжения возникновения ионизационных процессов Uип (20-50 Гц), наблюдается повышенный коэффи циент старения. Уменьшение физико-химического действия разрядов при не изменности их интенсивности на частотах порядка 70 - 100 Гц не приводит при изу ченных временах старения к каким-либо ощутимым изменениям структурной упорядоченности полимерных пленок, что выражается постоянством коэффициента старения.
Исходя из приведенных данных можно сделать заключение о влиянии изменения молекулярной подвижности на результат физико-химического дей ствия ионизационных процессов в полимерной пленке, что позволяет регулиро вать интенсивность процессов деструкции и сшивания. Анало гичные данные были получены и для старения при повышенных температурах.
Для проведения исследований нами была использована закономерность необратимости химических изменений в полимерах, фиксируемых по разности напряжений возникновения и исчезновения ионизационных процессов ΔU = Uв - Uи .
Увеличение разности напряжения возникновения и исчезновения (погасания) ионизационных процессов при температурах релаксационных переходов может свидетельствовать об увеличении при данных температурах химического действия на полимер данных процессов при одной и той же напряженности электрического поля. Это может иметь практическое значение при разработке методов ускоренного испытания полимерных диэлектриков, методов прогнозирования поведения полимеров в высоких электрических полях, что в конечном итоге и определяет влияние релаксационных процессов на электрическую прочность. Данный вывод может стать определяющим в одной из важнейших проблем физики полимеров - обоснования взаимосвязи между прочностными и релаксационными свойствами полимеров.
Таким образом, максимальный эффект влияния молекулярной подвижности на ионизационное старение проявляется при ее изменении, т.е. при фазовых и ре лаксационных переходах. По всей видимости, данное явление необходимо учи тывать при разработке методов ускоренного испытания полимеров на стой кость к электрическому старению.
Увеличить стойкость полимеров к действию электрических разрядов можно, уменьшив его молекулярную подвижность, например, ориентационной вытяжкой. При этом для жесткоцепных полимеров, одновременно будет увеличиваться и радиационная стойкость.
Работа выполнена при поддержке гранта РФФИ и Администрации Краснодарского края № 06-07-96611 «Юг России».
Библиографическая ссылка
Лаврентьев В.В. ВЛИЯНИЕ РЕЛАКСАЦИОННЫХ ПРОЦЕССОВ НА ИОНИЗАЦИОННОЕ СТАРЕНИЕ ПОЛИМЕРНЫХ ПЛЕНОК // Фундаментальные исследования. – 2007. – № 7. – С. 50-50;URL: https://fundamental-research.ru/ru/article/view?id=3313 (дата обращения: 18.04.2024).