Люминесценция сшитого полиэтилена (стр. 3 из 5)
Низкие капиталовложения в экструзионное оборудование выгодно для конечного производителя, при этом расходы на сырье, как правило, находятся между стоимостью сырья для одностадийного и двухстадийного процессов.
XL-PEarl® Маточные смеси: Сухая силановая система.
XL-PEarl сухие силановые смеси представляют собой пористые полимерные носители, пропитанные силаном и обеспечивают возможность одностадийного процесса сшивания.
Производители труб, пленок и листов могут смешивать XL-PEarl с полимерными гранулами, используя подходящие гравиметрические дозаторы. Желательно использовать отдельные системы дозирования для цветной маточной смеси и базового полимера. Готовые изделия затем могут быть получены в процессе экструзии, литья или прессования и пройти стадию влажной полимеризации.
Особенности и преимущества метода:
· Позволяет загружать силановый компонент в экструдер в твердой форме;
· Технология основана на применении оптимальных полимерных носителей в форме порошка или гранул;
· XL-Pearl® может добавляться в виде готовой маточной смеси или смешиваться на производстве;
· Существующие стандартные экструдеры могут применяться для производства XLPE (подходят экструдеры 24 L/D);
· Простая и быстрая пуско-наладка;
· Уменьшение отходов;
· Гибкость в использовании (твердые компоненты проще и безопаснее хранить);
· Пониженное потребление силана;
· Сшитые и термопластичные полимеры могут производиться на одной линии;
· Возможна экструзия XLPE изделий большего диаметра и толщины благодаря лучшей дисперсии;
· XL-Pearl® Позволяет использовать базовые полимеры местного производства;
· XL-Pearl® Маточная смесь может быть приспособлена для различных конечных продуктов при изменении скорости полимеризации.
Имеется полный спектр XL-Pearl® силанов, предназначенных для приготовления сухих маточных смесей XL-Pearl®.
GE Silicones выбрал ряд компаний, которым предоставлены лицензии на производство сухих силановых смесей XL-Pearl® . Обладатели лицензий производят гранулированные полимеры с нанесенным силаном для конечных пользователей, использовавших силановые смеси Silcat® и Silox®. Лицензия предоставляется на право производства и маркетинга маточных смесей, получаемых только с использованием силанов XL-Pearl®.
XL-Pearl® сухие маточные смеси предлагаются на EVA, LDPE, HDPE или PP пористых полимерных носителях в зависимости от области применения и марки базовой силановой смеси.
2. Люминесцентные методы исследования электронных и дырочных ловушек в твердом теле.
Если говорить о характеристиках уровней прилипания, то, безусловно, в первую очередь надо сказать о глубине залегания ( энергетическое расстояние от дна зоны проводимости до уровня ловушки для электронов). Существует ряд методов исследования ловушечных центров, которые можно условно разделить на оптические и электрические. К оптическим методам можно отнести люминесцентные методы:термического высвечивания, термического обесцвечивания, оптической вспышки и оптического поглощения. К электрическим методам можно отнести исследование фотоэлектрических свойств, температурной зависимости электропроводимости и постоянной Холла, методы электропоглощения и электронного парамагнитного резонанса (ЭПР). Рассмотрим некоторые из них.[4]
2.1. Метод кривых термовысвечивания люминофоров.
Метод кривых термического высвечивания является одним из самых эффективных методов исследования уровней прилипания. Преимущества этого метода состоит в его большой точности, чувствительности, наглядности полученных результатов и относительной простоте эксперимента. Этот метод был предложен Ф. Урбахом. Количественные расчеты были произведены К. А. Рэндаллом, Уилкинсом, В. В. Антоновым- Романовским, Ч. Б. Лущиком.[8]
Метод кривых термовысвечивания заключается в следующем. Люминофор возбуждается при низкой температуре, чаще при температуре жидкого азота 77К (-196 0С). Электроны переходят в зону проводимости и частично захватываются уровнями прилипания. Возбуждение прекращают и выдерживают люминофор при низкой температуре до полного затухания люминесценции. При низкой температуре электроны не освобождаются с исследуемых ловушек. Затем образец нагревают с постоянной скоростью.
В работе были исследованы образцы сшитого полиэтилена. Известно, что зонная схема симметрична относительно электронов и дырок. Поэтому результаты можно истолковывать двумя способами, если знак свободного носителя не определён. Обычно в термовысвечивании рассматривают только электронные переходы. Все выводы и результаты для электронных процессов будут симметричны и для дырочных процессов.
Электрон, освобожденный из ловушки под действием тепла, может либо рекомбинировать с ионизированным центром свечения, либо вновь захватиться центром прилипания. Существующая теория термовысвечивания описывает два крайних случая: случай сильного повторного захвата, когда вероятность рекомбинации Ар значительно меньше вероятности повторных локализаций Аз; либо случай, когда Ар > Аз.
Интенсивность люминесценции I определяется скоростью изменения концентрации ионизированных центров рекомбинации n:
(1).С другой стороны, если в люминофоре имеются уровни захвата только одной глубины и рекомбинация носит бимолекулярный характер, то изменение концентрации рекомбинационных центров со временем может быть записано в следующем виде:
(2)где
- вероятность теплового высвобождения электронов из ловушек; Et– энергетическая глубина ловушки; k – постоянная Больцмана; Т – абсолютная температура; р0 – частотный фактор; N– концентрация ловушек; Sp, Sз – соответственно, эффективные сечения центра рекомбинации и центра захвата. Уравнение (2) записано в предположении, что число ионизированных центров свечения равно числу локальных центров.Рассмотрим сначала случай, когда Ар >> Аз. Из уравнения (2) следует, что изменения числа возбуждённых центров в единицу времени равно:
(3)После интегрирования при условии, что при Т=Т0, n=n0 и постоянной скорости нагревания β имеем:
(4)Таким образом,
(5)Соотношение (5) выражает теоретическую зависимость интенсивности термовысвечивания от температуры при равномерном нагревании возбужденного люминофора.
Рассмотрим второй крайний случай, когда вероятность захвата на уровни прилипания много больше, чем вероятность рекомбинации (Аз>>Ар). Из соотношения (2) при условии малого заполнения ловушек (N>>n) находим:
(6)При решении этого уравнения полагают, что Spи Sз не зависят от температуры.
После интегрирования (6) после соблюдения тех же условий что и в первом случае, получим:
(7)Следовательно, интенсивность люминесценции:
(8)Из сопоставлений уравнений (4) и (8) следует, что характер теоретических кривых термовысвечивания существенно различается. Какая формула применима для каждого конкретного описания экспериментальных кривых, решается для каждого конкретного случая. Ч.Б. Лущик проанализировал признаки, по которым можно на качественном уровне оценить характер процесса при термовысвечивании.
Слабый повторный захват (Ар >> Аз) приводит к следующим особенностям в кривых термовысвечивания:
1. Зависимость
от 
является линейной;2. Полуширина пика термовысвечивания не зависит от величины запасенной светосуммы (n0 – концентрация электронов захваченных центрами прилипания).
3. Независимость положения пика термовысвечивания от n0.
4. Кривая термовысвечивания ассиметрична так, что
>2 (δ – ширина пика, δ2 = Т2-Тмакс, Т2 – температура, при которой Iинтенсивность спадает в два раза по сравнению с Iмакс).При сильном повторном захвате (Ар << Аз) кривая термовысвечивания характеризуется следующими параметрами:
1. Зависимость
от 
является линейной;2. Тмах зависит от n0;
3. Полуширина пика кривой термовысвечивания зависит от n0;
4. Пик термовысвечивания ассиметричен так, что
< 2.Таким образом, чтобы определить характер кинетики люминесценции, кривую термовысвечивания необходимо проанализировать по перечисленным признакам. Такой анализ особенно необходим, когда определяют глубину уровней прилипания. Приведём некоторые методы определения глубины залегания центров локализации.