ISSN:
1435-1536
Source:
Springer Online Journal Archives 1860-2000
Topics:
Chemistry and Pharmacology
,
Mechanical Engineering, Materials Science, Production Engineering, Mining and Metallurgy, Traffic Engineering, Precision Mechanics
Description / Table of Contents:
Summary Thermally stimulated discharge (TSD) studies on ethylene vinylacetate copolymers of various comonomer concentrations revealed that three different processes lead to current maxima I, II, III in temperature ranges between 280 and 340 K, 240 and 320 K as well as 120 and 160 K respectively. X-ray diffraction studies, differential scanning calorimetric measurements, mechanical relaxation studies and measurements of the thermal expansion were performed in order to relate the thermally stimulated discharge to the molecular structure and the molecular mobility of the copolymers. It was found that the peaks II and III were related to the glass transition and secondary transitions in the glass respectively. The current is mainly caused by the desorientation of dipoles, additional effects have to be present, however, since the current was observed to increase stronger with increasing concentration of the vinylacetate comonomers than the concentration of vinylacetate dipoles. This can be interpreted in terms of dipole coupling or by space charge effects. Space charge effects are responsible for peak I, which occurs above the glass transition temperatures of the samples. The current maxima are caused by the release of carriers from traps. Crystalline regions were found to influence these space charge effects.
Notes:
Zusammenfassung In den vorliegenden Äthylen-Vinylacetat-Copolymeren wurden mit Hilfe der Methode der thermisch stimulierten Ströme drei Prozesse I, II, III in den Temperaturbereichen 280–340 K, 240–320 K und 120–160 K beobachtet, die zum Auftreten von Strommaxima führten. Zur Identifizierung der einzelnen Prozesse sind mechanische Relaxations-, Längenausdehnungs- und kalorimetrische Messungen durchgeführt worden. Die TSD-Peaks wurden folgendermaßen mit molekularen Vorgängen in Verbindung gebracht. Der Strompeak II muß dem Glasübergang der Copolymere zugeordnet werden, wobei die Temperatur, bei der der Glasübergang auftritt, durch die Anordnung der Comonomeren entlang der Kette bestimmt wird. Der Wert des Strommaximums II wächst überproportional mit dem Vinylacetat-Gehalt. Der Strompeak III wird, wie der zweite Peak, hauptsächlich durch Dipoldesorientierung hervorgerufen. Da er unterhalb des Glasübergangs auftritt, muß es sich um lokale Nebenrelaxationsprozesse (z. B. Rotationen der polaren Vinylacetat-Seitengruppen) im Glaszustand handeln. Der maximale Strom steigt auch bei diesem Peak überproportional an. Dies kann sowohl durch Dipolkopplung als auch durch gleichzeitig auftretende Raumladungseffekte erklärt werden. Raumladungseffekte bestimmen das Auftreten des Peaks I, der über der Glastemperatur erscheint. Er wird durch die Befreiung von Ladungsträgern aus Haftstellen, die sowohl in oder am Rande von kristallinen Bereichen angeordnet sind als auch durch Heterogenitäten im chemischen Aufbau der Moleküle hervorgerufen werden, verursacht. Die durchgeführten Messungen zeigten bezüglich der beobachteten Relaxationsprozesse untereinander und mit den zitierten Literaturstellen gute Übereinstimmung. Insbesondere sei eine Arbeit vonMizutani, Suzuoki undIeda (10) erwähnt, in der die gleichen Copolymeren allerdings mit einem maximalen Vinylacetat-Gehalt von 22 Gew-% untersucht wurden. Die dabei verwendete Technik der thermisch stimulierten Ströme arbeitet mit anliegendem elektrischem Feld, und die Proben wurden vorwiegend durch Bestrahlung formiert, so daß fast ausschließlich Raumladungsmaxima vorlagen und sich ein prinzipiell anderer Kurvenverlauf ergibt. Die Abhängigkeit der Maximumstemperatur der hier dargestellten Peaks vom Vinylacetat-Gehalt stimmt aber sehr gut mit der von Peaks überein, die in (10) durch mechanische oder TSD-Messungen erhalten wurden.
Type of Medium:
Electronic Resource
URL:
http://dx.doi.org/10.1007/BF01584919
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