Исследование диэлектрических характеристик термопластов ПВДФ, СКФ32, ПВС и ПС525 в микроволновом диапазоне

Аннотация

Актуальными являются экспериментальные исследования по получению частотных зависимостей диэлектрической проницаемости термопластов в микроволновом диапазоне, ввиду их использования в качестве матриц дисперсно-наполненных композитов. Целью настоящей работы является подбор технологических параметров для получения монолитных образцов некоторых широко используемых термопластов и измерение частотной зависимости комплексной диэлектрической проницаемости в диапазоне 100 МГц – 5 ГГц. В качестве объектов исследования были использованы поливинилиденфторид, фторкаучук поли(трифторхлорэтилен-винилиденфторид), поливиниловый спирт и полистирол. Образцы изготавливались методом горячего прессования на экспериментальном стенде при индивидуально подобранных значениях температуры выдержки, рабочего давления и времени выдержки, обеспечивающих получение монолитных изделий без визуально наблюдаемой пористости и внутренних дефектов. Частотные спектры комплексной диэлектрической проницаемости были измерены с помощью метода Николсона-Росса-Вира при комнатной температуре с использованием векторного анализатора цепей. В ходе проведения экспериментов обнаружено, что режимы термопрессования для используемых термопластов существенно различаются. При получении колец из поливинилового спирта наблюдалось пожелтение образцов, предположительно связанное с начальными стадиями термической деструкции материала. В диапазоне частот 100 МГц–5 ГГц действительная часть диэлектрической проницаемости ε’ для поливнилиденфторида составила 2,57–3,31, для фторкаучука — 2,40–3,16, для поливинилового спирта — 3,61–4,63. В случае полистирола значение ε’ в исследуемом диапазоне составило 2.64. Для всех полимеров кроме полистирола обнаружена выраженная частотная дисперсия комплексной диэлектрической проницаемости, а также диэлектрические потери в диапазоне 0,05–0,20. Помимо этого, рассчитанное значение коэффициента отражения на металлической пластине составляло от –4 до –2,5 дБ для термопластов с выраженными диэлектрическими потерями. Полученные частотные зависимости дополняют сведения о диэлектрических характеристиках распространенных термопластов в микроволновом диапазоне частот и могут быть использованы при разработке полимерных композиционных материалов с заданными диэлектрическими характеристиками для изделий радиоэлектроники, СВЧ-техники и радиопоглощающих материалов.