尼龙1212的主松驰运动与局域态能级分布

摘要

尼龙1212是长碳链尼龙家族中重要的一种工程材料，具备低吸水率、高温稳定性和易于加工等优异的物理化学性能。同时它也是半结晶的材料，通过不同的热处理方式能得到不同晶型结构和结晶度的样品。尼龙的电学和介电性能与其热处理方式和加工过程是息息相关的。因而对尼龙1212介电松弛行为和局域态的研究对于了解其分子运动和载流子的存储和输运特性和尼龙1212在电光材料领域的应用都具有重要意义。
　　 本文通过介电松弛结合热释电流的方法对尼龙1212室温以上，熔点之间的分子运动、载流子输运和局域态进行了研究，并讨论了高温熔融退火处理导致的晶型转变带来的影响:
　　 1.尼龙1212介电松弛谱上存在三个松弛过程，依出现频率由低到高分别为对应聚集在电极与样品表面的载流子运动的电极极化，对应于聚集在晶区与非晶区界面的载流子运动的MWS松弛和对应于分子链段运动的偶极α松弛。
　　 2.样品的非晶区主导电介质的偶极α松弛行为，熔融退火处理致使的晶型转变对α松弛活化能影响不大，但结晶度的提高使松弛强度降低。中间相的增加使熔融退火样品的界面MWS松弛强度更大，活化能更大。
　　 通过把介电松弛谱的数据转换成介电模量对样品的电导松弛进行分析表明，熔融退火样品电导松弛分布较熔融淬火样品更宽，是源于低温时MWS松弛对电导松弛的贡献，且短程的相互作用（α松弛的贡献）相对长程的相互作用(MWS松弛的贡献)是导致熔融淬火样电导松弛随温度降低而变宽的主要原因。
　　 3.淬火(γ晶型）尼龙1212样品TSDC曲线上在室温到熔点之间存在三个电流峰，分别对应偶极子解取向的α松弛，和捕获在晶区与非晶区之间界面以及不完善晶区缺陷内的空间电荷的脱阱。160℃高温熔融退火导致晶型转化成α晶型后，样品的局域态减少为两个:对应偶极子解取向的α松弛和对应捕获在晶区与非晶区之间界面的空间电荷的脱阱的ρ峰。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 长碳链尼龙及尼龙1212

1．1．1 长碳链尼龙的优异特性

1．1．2 尼龙1212开发与合成的优势

1．2 尼龙1212的晶型结构和转变

1．2．1 尼龙1212的α和γ晶型的形成条件和转变

1．2．2 尼龙1212的α晶型的晶体形貌

1．2．3 尼龙1212结晶度的确定

1．2．4 尼龙1212的热力学转变

1．3 驻极体简介

1．3．1 驻极体的发展历史

1．3．2 驻极体的成极方法

1．4 介电松弛谱和热释电流方法

1．4．1 介电松弛谱的原理和应用

1．4．2 热释电流的概述

1．4．3 半结晶聚合物的能带结构和载流子运动

1．5 脂肪族尼龙的松弛行为研究进展

1．5．1 脂肪族尼龙的偶极松弛

1．5．2 脂肪族尼龙高温区间的介电性质

1．5．3 尼龙1212的动态力学松弛

1．6 本论文的研究背景和内容

参考文献

第二章 尼龙1212的分子链段运动和载流子传输

2．1 介电松弛谱和HN经验公式

2．2 实验部分

2．2．1 样品制备

2．2．2 测试仪器

2．3 尼龙1212的晶型转变

2．4 尼龙1212的介电松弛

2．4．1 熔融淬火尼龙1212的介电温度谱

2．4．2 尼龙1212的交流电导率和温度及频率的关系

2．4．3 退火对尼龙1212偶极松弛的影响

2．4．4 退火对尼龙1212电极极化的影响

2．4．5 退火对尼龙1212 MWS松弛的影响

2．5 尼龙1212的电导松弛和模量分析

2．6 本章小结

参考文献

第三章 尼龙1212的局域态

3．1 TSDC的基本理论

3．1．1 偶极热松弛的Bucci-Fieschi理论

3．1．2 Simmons高场理论

3．1．3 Bucci-Fieschi理论和Simmons理论活化能计算比较

3．1．4 热激过程的一般动力学方程

3．2 试验部分

3．2．1 样品制备

3．2．2 测试仪器

3．3 尼龙1212的局域态

3．3．1 电导电流的扣除

3．3．2 极化温度对熔融淬火尼龙1212局域态的影响

3．3．3 极化场强对熔融淬火尼龙1212局域态的影响

3．3．4 升温速率对熔融淬火尼龙1212局域态的影响

3．3．5 高温退火导致晶型改变对尼龙1212局域态的影响

3．4 本章小结

参考文献

结论

致谢

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