聚酰胺610分子鏈段遠(yuǎn)動和局域態(tài)與聚集態(tài)結(jié)構(gòu)的關(guān)系.pdf

1、聚酰胺610是重要的熱塑性工程塑料，宏觀電性能(介電和熱刺激電流)對聚合物在微電子領(lǐng)域的應(yīng)用有重要的指導(dǎo)意義，宏觀電性能由微觀結(jié)構(gòu)決定的，通過介電和熱刺激電流手段精確深入研究不同結(jié)構(gòu)的聚酰胺610的分子鏈段運(yùn)動和局域態(tài)（陷阱能級分布）獲得可以指導(dǎo)應(yīng)用的宏觀電性能意見?？偨Y(jié)如下：
　　 1.熔融成膜聚酰胺610 聚集態(tài)結(jié)構(gòu)對分子鏈段運(yùn)動和空間電荷極化的影響:
　　 通過介電松弛技術(shù)研究發(fā)現(xiàn)淬火聚酰胺610與退火聚酰胺610

2、一樣，在室溫以上存在3個弛豫行為，隨著溫度增大順次為：?松弛、MWS極化、電極極化。對于玻璃化轉(zhuǎn)變的?松弛，退火聚酰胺610 偶極弛豫時間較大，退火聚酰胺610 偶極取向運(yùn)動的活化能較小。退火聚酰胺610 比淬火聚酰胺610 界面極化過程弛豫強(qiáng)度要大，界面區(qū)域增多也導(dǎo)致退火聚酰胺610界面極化過程弛豫時間較大。對于MWS 極化，在介電測試溫度下隨著測試溫度增大結(jié)晶度增大，界面逐漸增多，使得淬火聚酰胺610的弛豫強(qiáng)度隨介電測試溫度增大而增

3、大。比較聚酰胺610的介電松弛和DSC數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)，在50℃左右對于與非晶區(qū)玻璃化溫度，在110℃-120℃左右熱焓變化對于與中間界面的聚集態(tài)變化,220℃左右的峰對應(yīng)于聚酰胺的熔點(diǎn)。當(dāng)溫度在這個轉(zhuǎn)折溫度（110℃-120℃）以下，無定型區(qū)的分子鏈段遠(yuǎn)動主導(dǎo)界面上的空間電荷輸運(yùn)和存儲引起的極化，而當(dāng)溫度在這個轉(zhuǎn)折溫度以上，無定型區(qū)和界面的分子鏈段遠(yuǎn)動共同主導(dǎo)界面上的空間電荷輸運(yùn)和存儲引起的極化。對于電極極化，空間電荷增多也導(dǎo)致退火聚酰胺61

4、0 電極極化過程弛豫時間較短。聚酰胺與銀電極之間電導(dǎo)率沒有發(fā)生變化導(dǎo)致聚酰胺610 電極極化弛豫強(qiáng)度沒有變化。
　　 2.通過熱刺激電流和寬角X射線衍射測試手段研究極化溫度對冰水淬火聚酰胺610 結(jié)構(gòu)的變化以及TSdC所反映的偶極取向松弛變化和陷阱對空間電荷的受陷、退陷和陷阱能級變化。在不同極化溫度下對淬火聚酰胺610 極化相當(dāng)與在不同溫度下對淬火聚酰胺610 進(jìn)行退火，可知聚酰胺610具有3個局域能級，表現(xiàn)在熱刺激電流譜上3個

5、電流峰，分別對應(yīng)于偶極松弛、非晶區(qū)及中間相和晶區(qū)陷阱俘獲的空間電荷松弛。極化溫度為80℃時淬火聚酰胺610的晶區(qū)陷阱俘獲的空間電荷松弛非常小，通過研究峰電流與極化場強(qiáng)的關(guān)系發(fā)現(xiàn)，50℃左右的ρ峰為偶極松弛峰，110℃左右的ρ1峰為非晶區(qū)及中間相空間電荷峰。隨著極化溫度增大，晶區(qū)陷阱俘獲的空間電荷松弛ρ2 峰逐漸增大。分子鏈段運(yùn)動增強(qiáng)導(dǎo)致偶極松弛強(qiáng)度減弱，活化能增大。極化溫度增大產(chǎn)生更多的結(jié)構(gòu)缺陷導(dǎo)致非晶區(qū)及中間區(qū)和晶區(qū)陷阱俘獲空間電荷能

6、力增加。極化溫度增大使得非晶區(qū)及中間區(qū)被俘獲空間電荷的穩(wěn)定性下降和晶區(qū)被俘獲空間電荷的穩(wěn)定性提高。
　　 3.通過熱刺激電流和寬角X射線衍射測試手段研究退火對冰水淬火聚酰胺610 結(jié)構(gòu)的變化以及TSdC所反映的偶極取向松弛變化和陷阱對空間電荷的受陷、退陷和陷阱能級變化。可知聚酰胺610具有3個局域能級，表現(xiàn)在熱刺激電流譜上3個電流峰，分別對應(yīng)于偶極松弛、非晶區(qū)及中間相和晶區(qū)陷阱俘獲的空間電荷松弛。隨著退火溫度增大，晶區(qū)陷阱俘獲的

7、空間電荷松弛ρ2 峰逐漸增大。分子鏈段運(yùn)動受抑制導(dǎo)致偶極松弛強(qiáng)度減弱，活化能增大。退火溫度增大產(chǎn)生更多的結(jié)構(gòu)缺陷導(dǎo)致非晶區(qū)及中間區(qū)和晶區(qū)陷阱俘獲空間電荷能力增加。退火溫度增大使得非晶區(qū)及中間區(qū)被俘獲空間電荷的穩(wěn)定性下降和晶區(qū)被俘獲空間電荷的穩(wěn)定性提高。
　　 4.通過熱刺激電流、寬角X射線衍射、差示掃描量熱法和凝膠含量測試手段研究?-輻照后溶液成膜聚酰胺610結(jié)構(gòu)的變化以及TSDC所反映偶極取向松弛和空間電荷的受陷、退陷和陷阱能

8、級變化。溶液成膜的未輻照和輻照聚酰胺610具有4個局域能級，表現(xiàn)在熱刺激電流譜上4個電流峰，分別對應(yīng)于偶極松弛、非晶區(qū)、非晶區(qū)與晶區(qū)之間的界面和晶區(qū)陷阱俘獲的空間電荷松弛。非晶區(qū)交聯(lián)使得偶極松弛峰電流強(qiáng)度減弱，活化能增大。隨著輻照劑量增大，非晶區(qū)交聯(lián)程度比中間界面增多，導(dǎo)致兩相的陷阱能級趨于接近，非晶區(qū)和中間界面陷阱俘獲的空間電荷峰逐漸合并成一個峰。輻照使得晶區(qū)結(jié)晶破壞和晶相內(nèi)交聯(lián)對分子鏈段運(yùn)動的作用相互抵消。?-輻照后，隨著更多的結(jié)構(gòu)