Введение наполнителей

В процессе изготовления полимерных материалов в их состав вводят различные наполнители. Если цель этого приема – повышение механической прочности диэлектрика, то наполнитель должен быть активным, должен смачиваться полимером. Пассивные наполнители, которые вводятся с иными целями (как, например, адсорбенты, предназначенные для повышения сорбционной способности полимеров), в лучшем случае на механические характеристики материала не влияют, в худшем – снижают их. На рисунке схематично показано удержание частиц адсорбента в композите целлюлоза + хитозан.

Пластификация

Пластификация – практический прием введения в полимеры различных, главным образом низкомолекулярных, веществ – пластификаторов, способствующих улучшению эластических свойств материала и облегчающих его переработку.

Физико-химическая сущность пластификации состоит в изменении вязкости системы вследствие увеличения подвижности макромолекул и надмолекулярных образований. Пластификаторы обычно вводят в полимер в жидком состоянии. Это – высококипящие, мало летучие жидкости (такие как: эфиры ряда кислот, каменноугольная смола, гудрон, мазут и пр.), которые испаряются в процессе переработки и эксплуатации полимерного материала.

Различают внутриструктурную пластификацию и межструктурную пластификацию. Пластификаторы оказывают влияние на все физико-механические свойства полимерных материалов (прочность, эластичность, хрупкость, диэлектрические потери и т.д.). Если говорить о механических характеристиках, то для повышения эластичности (и высокой, и вынужденной) введение пластификатора полезно. Однако влияние на механическую прочность неоднозначно: зависимость механической прочности полимеров от содержания пластификатора носит экстремальный характер (имеет максимум), следовательно, необходимо оптимизировать систему в каждом конкретном случае.

Введение пластификаторов активно используется на практике. Классический пример – пластифицированный поливинилхлорид («пластификат»), который применяется при изготовлении эластичных трубок, а также изоляции проводов и кабелей.

Ориентация

Ориентация макромолекул при переработке полимеров (в процессе течения), а также ориентационная вытяжка полимерных материалов (в процессе производства пленок, волокон и т.д.) являются важнейшими способами формирования их надмолекулярной структуры и, как следствие, обеспечения требуемых электрофизических и физико-механических свойств полимерных диэлектрических материалов.

Ниже (в таблице) сопоставлены свойства ориентированных и неоринтированных полимерных пленок.