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《电晕充电多孔PTFE_PP复合驻极体过滤材料的电荷存储特性_陈钢进.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。
1、第55卷第5期2006年5月物理学报Vol.55,No.5,May,20061000-3290P2006P55(05)P2464-06ACTAPHYSICASINICAn2006Chin.Phys.Soc.电晕充电多孔PTFEPPP复合驻极体过滤材料的*电荷存储特性1)1)2)陈钢进肖慧明夏钟福1)(浙江科技学院功能材料研究所,杭州310012)2)(同济大学波耳固体物理研究所,上海200092)(2005年8月11日收到;2005年11月12日收到修改稿)报道采用电晕充电方法,对用高温熔融粘合工艺制备得到的双向拉伸多孔PTFE与PP复
2、合过滤材料进行驻极体改性,并采用热刺激放电和表面电位测量等方法研究了材料的电荷存储稳定性,根据驻极体相关理论,对实验结果进行了解释.结果表明,电晕充电的多孔PTFEP熔喷或纺粘PP覆膜材料中,既存在空间电荷又存在极化电荷,复合膜的界面是电荷陷阱的主要来源.从不同面对复合膜材料进行充电时,材料具有完全不同的电荷存储特性.由于材料体内空间电荷和极化电荷的极性相反、相互补偿,表面电位测定并不能真正反映材料内部电荷的存储状态.关键词:驻极体,电晕充电,聚合物复合膜,热刺激放电PACC:7220J,7730,7755,8140G法、电荷分布状态、
3、储存的环境条件等.电晕放电法11引言是目前应用最为广泛的驻极体制备方法.本文采用电晕注极方法,对用高温熔融粘合工艺制备得到的以多孔聚四氟乙烯P熔喷聚丙烯(porous双向拉伸多孔PTFE与熔喷或纺粘PP复合过滤材polyterafluomethylenePmelt_blownPolypropylene,PTFEP料进行驻极体改性,采用热刺激放电和表面电位衰PP)覆膜材料为代表的微孔薄膜复合材料是一类具减测量等方法研究了材料的电荷储存特性,并采用[1]有广阔应用前景的新型过滤材料.对此类材料进驻极体相关理论,对实验结果进行了解释.行驻极体
4、改性,既可保持材料原有的拦截、惯性碰撞和扩散等过滤效应,又增加了静电吸附作用,在对具21材料制备和实验方法有致癌作用的亚微米级粒子的俘获和对常见细菌和病毒的抑制和杀灭作用等方面显示出独特的优势,本文所用的多孔PTFEP熔喷PP和多孔PTFEP纺因而成为高效过滤器的首选材料,在医疗设施洁净、粘PP覆膜材料均来自上海大宫新材料有限公司,制药工业和生物制品洁净、高新科技产业洁净及旅PTFE层厚约60Lm、孔隙率约70%、孔径5)10Lm,馆酒店、家庭和公共场所洁净等方面展现出广阔的PP层厚约200Lm.该材料是采用特殊的加工工艺,[2]应用前
5、景.但是,由于目前人们对驻极体的认识将多孔PTFE压粘在PP薄膜上制成.复合膜的构成还不够深入,现有的驻极体理论还不能全面解释材及有关特性如图1所示.料中电荷的存储和输运特性,尤其是复合膜材料,从样品的注极采用大气条件下的针对面恒压电晕[3]而制约了驻极体空气过滤材料的开发和应用.放电方法.注极条件为:针电极与样品表面的距离驻极体是指那些能够长期储存空间电荷和偶极4cm;针电压-10kV;注极时间1min,注极温度电荷的电介质材料,即从时间跨度上来看,它们是电100e.注极后样品在大气条件下储存,环境条件为[4]荷衰减时间常数比形成周期
6、大得多的材料.驻极室温,相对湿度45%.体空气过滤材料要求材料储存电荷的密度大、寿命表面电位测量采用EST201非接触式真空静电长及稳定性高.主要影响因素是材料性质、充电方电位测量仪(北京市劳动保护科学研究所).热刺激*浙江省自然科学基金(批准号:M503126)资助的课题.5期陈钢进等:电晕充电多孔PTFEPPP复合驻极体过滤材料的电荷存储特性2465[7]件有关的峰.多孔PTFE的空间电荷主峰温高于[8]220e,由于在此温度下,PP材料已完全熔化,本实验未能涉及.图1复合膜的构成表面电位衰减测量通过一程序控温仪完成,线性升温速度3
7、ePmin,表面电位值每隔10e记录一次.测量时将膜放在平板上,电位测量探头与膜之间的距图2空间和偶极电荷在开路TSD电流谱中的表现(a)空间电离为1cm.荷;(b)偶极电荷热刺激放电技术是研究驻极体材料微观介电性[5]质的基本方法之一.它是将已注极的样品线性升图3为从PP面充电的覆膜材料开路TSD电流温,在开路或短路条件下,测量出不同温度下由于脱谱.由图中可看出,在温度低于11215e范围内有一阱空间电荷或取向偶极电荷释放而引起的电流温度弱的、缓慢的反向放电过程,文献[9]将这一放电过谱.通过对谱线的分析、计算,可得到空间电荷和偶程归
8、因于Maxwell_Wagner极化;而后在14916e附近极电荷的束缚能级高低等信息.开路热刺激放电出现正的强放电峰,该峰的峰温与文献[7]报道的单(thermallystimulatingdischar
