Способ изготовления электрета
Патент 2066890
Авторы
Классы МПК
Способ изготовления электрета
Реферат
(57) Использование: в качестве источников внешнего электрического поля, а также для изготовления мембран, конденсаторных микрофонов, аккумуляторов энергии и др. Сущность изобретения: способ изготовления электрета путем воздействия на полимерный пленочный материал полем коронного разряда, в котором в качестве полимерного пленочного материала берут полиэтилентерефталатную пленку с покрытием из сополимера винилхлорида с винилацетатом и подвергают термообработке при 90-120oС в течение 40-120 минут, а затем воздействуют полем коронного разряда при напряжении 25-45 кВ и времени поляризации 60-120 секунд в процессе охлаждения, причем покрытие формируют на полиэтилентерефталатной пленке из 5-7%-ного раствора сополимера в ацетоне, что позволяет получить электреты с начальной электретной разностью потенциалов в 15 раз большей по сравнению с прототипом и большей стабильностью заряда во времени. Cпособ позволяет увеличить величину и стабильность заряда во времени. 1 табл.
Изобретение относится к области получения пленочных полимерных электретов и может быть использовано в качестве источников внешнего электрического поля, а также для изготовления мембран, конденсаторных микрофонов, аккумуляторов энергии и др.
Известны способы изготовления электретов путем воздействия на полимерные пленочные материалы полем коронного разряда, в качестве полимерных пленочных материалов используют политетрафторэтилен, полиэтилен, полипропилен, полиамид и др. [1] Недостатками электретов, изготовленных этими способами, является то, что они обладают недостаточной величиной и стабильностью заряда во времени (Uo= 200oC400 В, хр. 5 часовoC100 суток). Наиболее близким по технической сущности и достигаемому техническому эффекту является способ изготовления электрета путем воздействия на полимерный пленочный материал из полиэтилентерефталата полем коронного разряда. Электреты, изготовленные этим способом, обладают невысоким значением потенциала поверхности и нестабильностью его во времени [2] Задачей изобретения является увеличение величины и стабильности заряда во времени электрета, изготовленного заявляемым способом. Техническая задача решается способом изготовления электрета путем воздействия на полимерный пленочный материал полем коронного разряда, в котором в качестве полимерного пленочного материала берут полиэтилентерефталатную пленку с покрытием из сополимера винилхлорида с винилацетатом и подвергают термообработке при 90-120oС в течение 40-120 минут, а затем воздействуют полем коронного разряда при напряжении поляризации 25-45 кВ и времени поляризации 60-120 с в процессе охлаждения, причем покрытие формируют на полиэтилентерефталатной пленке из 5-7%-ного раствора сополимере в ацетоне, что позволяет получить электреты с начальной электретной разностью потенциалов в 15 раз большей по сравнению с прототипом и большей стабильностью заряда во времени. Сополимер винилхлорида с винилацетатом имеет общую формулу: где (см. ТУ 6-01-1181-87) массовая доля Сl (%) 52,5; массовая доля звеньев винилового спирта 4-6. Раствор сополимера винилхлорида с винилацетатом в ацетоне для формирования покрытия на полиэтилентерефталатной пленке готовят следующим образом: берут 5-7 г сополимера и растворяют небольшими порциями при постоянном перемешивании в 95-93 г ацетона до гомогенного состояния. В качестве подложки используют полиэтилентерефталатную пленку (ТУ 6-05-1454-71) толщиной от 15 до 90 мкм. Воздействие поля коронного разряда на образцы осуществляют в газовой среде с помощью высоковольтного источника питания ВС-23, который подключается к системе игольчатых электродов (Межвузовский сборник научных работ "Электретный эффект и электрическая релаксация в твердых диэлектриках". М. 1984. с. 157-159/. Данное изобретение иллюстрируется следующими примерами конкретного выполнения: Пpимер 1. Готовят 5%-ный раствор сополимера винилхлорида с винилацетатом в ацетоне (5 г сополимера в 95 г ацетона), наносят его на полиэтилентерефталатную пленку толщиной 15 мкм. Полимерный пленочный материал с покрытием из сополимера винилхлорида с винилацетатом подвергают термообработке при температуре 90oС в течение 40 минут, а затем воздействуют полем коронного разряда в процессе охлаждения при напряжении поляризации Uп 35 кВ и времени поляризации п= 60 с.. Пример 2. Аналогичен примеру 1, но на полиэтилентерефталатную пленку наносят 6%-ный раствор сополимера винилхлорида с винилацетатом в ацетоне. Пример 3. Аналогичен примеру 1, но на полиэтилентерефталатную пленку наносят 7%-ный раствор сополимера винилхлорида с винилацетатом в ацетоне. Примеры 4-7. Аналогичны примеру 1, но 5%-ный раствор сополимера винилхлорида с винилацетатом в ацетоне наносят на полиэтилентерефталатную пленку толщиной 25, 65, 75 и 90 мкм. Примеры 8-11. Аналогичны примеру 2, но 6%-ный раствор сополимера винилхлорида с винилацетатом в ацетоне наносят на полиэтилентерефталатную пленку толщиной 25, 65, 75 и 90 мкм. Примеры 12-15. Аналогичны примеру 3, но 7%-ный раствор сополимера винилхлорида с винилацетатом в ацетоне наносят на полиэтилентерефталатную пленку толщиной 25, 65, 75 и 90 мкм. Пример 16. Аналогичен примеру 1, но полимерный пленочный материал с покрытием из сополимера винилхлорида с винилацетатом подвергают термообработке при температуре 120oС. Примеры 17-20. Аналогичны примеру 16, но 5%-ный раствор сополимера винилхлорида с винилацетатом в ацетоне наносят на полиэтилентерефталатную пленку толщиной 25, 65, 75 и 90 мкм. Пример 21. Аналогичен примеру 2, но полимерный пленочный материал с покрытием из сополимера винилхлорида с винилацетатом подвергают термообработке при температуре 120oС. Примеры 22-35. Аналогичны примеру 21, но 6%-ный раствор сополимера винилхлорида с винилацетатом наносят на полиэтилентерефталатную пленку толщиной 25, 65, 75 и 90 мкм. Пример 26. Аналогичен примеру 3, но полимерный пленочный материал с покрытием из сополимера винилхлорида с винилацетатом подвергают термообработке при 120oС. Примеры 27-30. Аналогичны примеру 26, но 7-ный раствор сополимера винилхлорида с винилацетатом в ацетоне наносят на полиэтилентерефталатную пленку толщиной 25, 65, 75 и 90 мкм. Пример 31. Аналогичен примеру 1, но полимерный пленочный материал с покрытием из сополимера винилхлорида с винилацетатом подвергают термообработке при 160oС. Примеры 32-35. Аналогичны примеру 31, но 5%-ный раствор сополимера винилхлорида с винилацетатом в ацетоне наносят на полиэтилентерефталатную пленку толщиной 25, 65, 75 и 90 мкм. Пример 36. Аналогичен примеру 2, но полимерный пленочный материал с покрытием из сополимера винихлорида с винилацетатом подвергают термообработке при 160oС. Примеры 37-40. Аналогичны примеру 36, но 6%-ный раствор сополимера винилхлорида с винилацетатом в ацетоне наносят на полиэтилентерефталатную пленку толщиной 25, 65, 75 и 90 мкм. Пример 41. Аналогичен примеру 3, но полимерный пленочный материал с покрытием из сополимера винилхлорида с винилацетатом подвергают термообработке при температуре 160oС. Примеры 42-45. Аналогичны примеру 41, но 7%-ный раствор сополимера винилхлорида с винилацетатом в ацетоне наносят на полиэтилентерефталатную пленку толщиной 25, 65, 75 и 90 мкм. Пример 46. Аналогичен примеру 1, но полимерный пленочный материал с покрытием из сополимера винилхлорида с винилацетатом подвергают термообработке в течение 60 минут. Примеры 47-60. Аналогичны примеру 46, но 5, 6 и 7%-ные растворы сополимера винилхлорида с винилацетатом в ацетоне наносят на полиэтилентерефталатную пленку толщиной 25, 65, 75 и 90 мкм. Пример 61. Аналогичен примеру 1, но полимерный пленочный материал с покрытием из сополимера винилхлорида с винилацетатом подвергают термообработке при температуре 120oС в течение 60 минут. Примеры 62-75. Аналогичны примеру 61, но 5, 6 и 7%-ные растворы сополимера винилхлорида с винилацетатом в ацетоне наносят на полиэтилентерефталатную пленку толщиной 25, 65, 75 и 90 мкм. Пример 76. Аналогичен примеру 1, но полимерный пленочный материал с покрытием из сополимера винилхлорида с винилацетатом подвергают термообработке при 160oС в течение 60 минут. Примеры 77-90. Аналогичны примеру 76, но 5, 6 и 7%-ные растворы сополимера винилхлорида с винилацетатом в ацетоне наносят на полиэтилентерефталатную пленку толщиной 25, 65, 75 и 90 мкм. Пример 91. Аналогичен примеру 1, но полимерный пленочный материал с покрытием из сополимера винилхлорида с винилацетатом подвергают термообработке при температуре 90oС в течение 120 минут. Примеры 92-105. Аналогичны примеру 91, но 5, 6 и 7%-ные растворы сополимера винилхлорида с винилацетатом в ацетоне наносят на полиэтилентерефталатную пленку толщиной 25, 65, 75 и 90 мкм. Пример 106. Аналогичен примеру 1, но полимерный пленочный материал с покрытием из сополимера винилхлорида с винилацетатом подвергают термообработке при температуре 120oС в течение 120 минут. Примеры 107-120. Аналогичны примеру 106, но 5, 6 и 7%-ные растворы сополимера винилхлорида с винилацетатом в ацетоне наносят на полиэтилентерефталатную пленку толщиной 25, 65, 75 и 90 мкм. Пример 121. Аналогичен примеру 1, но полимерный пленочный материал с покрытием из сополимера винилхлорида с винилацетатом подвергают термообработке при 160oС в течение 120 минут. Примеры 122-135. Аналогичны примеру 121, но 5, 6 и 7%-ные растворы сополимера винилхлорида с винилацетатом в ацетоне наносят на полиэтилентерефталатную пленку толщиной 25, 65, 75 и 90 мкм. Примеры 136-137. Аналогичны примеру 26, но воздействуют полем коронного разряда при напряжении 25 и 45 кВ. Примеры 138-139. Аналогичны примеру 28, но воздействуют полем коронного разряда при напряжении 25 и 45 кВ. Примеры 140-141. Аналогичны примеру 30, но воздействуют полем коронного разряда при напряжении 25 и 45 кВ. Примеры 142-143. Аналогичны примеру 26, но воздействуют полем коронного разряда в течение 90 и 120 секунд. Примеры 144-145. Аналогичны примеру 28, но воздействуют полем коронного разряда в течение 90 и 120 секунд. Примеры 146-147. Аналогичны примеру 30, но воздействует полем коронного разряда в течение 90 и 120 секунд. Примеры 150-151 (по прототипу). Данные по режимным условиям изготовления электретов и их свойствам приведены в таблице 1. Экспериментальные данные свидетельствуют о том, что величина начальной электретной разности потенциалов для электретов, полученных заявляемым способом, возрастает в 15 раз по сравнению с прототипом, в течение 200 суток величина заряда остается равной 1500-2700 В, а для прототипа она за это же время падает до нуля.Формула изобретения
Способ изготовления электрета путем воздействия на полимерный пленочный материал полем коронного разряда, отличающийся тем, что в качестве полимерного пленочного материала берут полиэтилентерефталатную пленку с покрытием из сополимера винихлорида с винилацетатом и подвергают термообработке при 90 120oС в течение 40 120 мин, а затем воздействуют полем коронного разряда при напряжении поляризации 25 45 кВ и времени поляризации 60 120 с в процессе охлаждения, причем покрытие формируют на полиэтилентерефталатной пленке из 5 7%-ного раствора сополимера в ацетоне.РИСУНКИ
Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6