دراسة تأثير درجة الحرارة على الخصائص الكهربائية لمادة بوليمر بولي ميثيل ميثاكريلات المشوب بكلوريد الليثيوم

المؤلفون

  • Laith M. Rasheed كلية الطب، جامعة المثنى، مدينة السماوة، العراق.
  • Ali N. Sabbar كلية العلوم، جامعة المثنى، مدينة السماوة، العراق. https://orcid.org/0000-0002-6650-0628

DOI:

https://doi.org/10.21123/bsj.2024.9094

الكلمات المفتاحية:

تقنية الصب، العزل الكهربائي، البوليمرات المشوبة، الخصائص الكهربائية، درجة حرارة التزجج، PMMA/LiCl

الملخص

تهدف هذه المقالة الى تحليل الخصائص الكهربائية لمادة ال بولي مثيل ميثا اكريلات (PMMA) المشوبة بكلوريد الليثيوم (LiCl). بسبب توصيليتها الكهربائية الرديئة تستخدم المواد البوليمرية بصورة شائعة كعوازل. يعتبر بولي مثيل ميثا اكرالايت من البوليمرات التي كثر استخدامها في التطبيقات الكهربائية والعازلة وذلك بسب امتلاكها خواص كهربائية وعازليه وبصرية متميزة وخاصة بعد تشوبها ببعض المواد. في هذه الدراسة، تم تشويب البوليمر PMMA بنسبة وزنية 0.2% من كلوريد الليثيوم (LiCl). تم تحضير عينات بشكل اغشية رقيقة باستخدام طريقة الصب في الظروف الاعتيادية للمختبر، ثم معالجة العينات حراريا ولمدى من درجات الحرارة. تم قياس كل من مقاومة التوازي وسعة التوازي والمانعة الكلية بالإضافة الى قياس ثابت العزل بجزيئة الحقيقي والخيالي ومقارنتها بخواص البوليمر النقي. تم استخدام  دائرة تحميلية عند ترددات واطئة حيث تم تضمين العينات البوليمرية المعالجة حراريا بدائرة حمل RCL مربوطة على التوازي. اضهرت النتائج تغيراً في هذه البارامترات وخاصة في خزن الشحنات في درجات حرارة معينة وبالتالي زيادة في تحسين خواصها الكهربائية مما يؤهلها  في استخدامها في كثير من الأجهزة الإلكترونية ضمن نطاق درجات الحرارة المستخدمة.

المراجع

AbdulWahhab NA. Optical properties of SnO2 thin films prepared by pulsed laser deposition technique. J Opt. 2020; 49: 41–47. https://doi.org/10.1007/s12596-020-00587-6

Wu X, Chen X, Zhang QM, and Tan DQ. Advanced dielectric polymers for energy storage. Energy Storage Mater. 2022; 44: 29–47. https://doi.org/10.1016/j.ensm.2021.10.010

Hasan AA. Synthesis and Dielectric Properties of MgO:ZnO Composites. Iraqi J Sci. 2022; 63(12): 5232–5241. https://doi.org/10.24996/ijs.2022.63.12.13

Jaafar HT and Aldabbagh BM. Investigation of Superhydrophobic/Hydrophobic Materials Properties Using Electrospinning Technique. Baghdad Sci J. 2019; 16(3): 632-638. https://doi.org/10.21123/bsj.2019.16.3.0632

Murugadoss K, Gayathiridevi K, Pasupathi1G. Crystallization, Structural and Nonlinear Optical Studies on Bisthiourea Lithium Potassium Sulphate Single Crystal. J Opt. 2016; 45: 136–140. https://doi.org/10.1007/s12596-015-0301-6

Sabbar AN, Azeez BH, and Talib KM. Effect of mixing on the optical parameters of polymer blend (PMMA: PVC: PS) thin films. IOP Conf Ser.: Mater Sci Eng. 2018; 454(012129): 1-9. https://doi.org/10.1088/1757-899X/454/1/012129

Liu Y, Cui T, Varahramyan K. Fabrication and characteristics of polymeric thin-film capacitor. Solid State Electron. 2003; 47(5): 811–814. https://doi.org/10.1016/S0038-1101(02)00392-1

Streibl M, Karmazin R, Moos R. Materials and applications of polymer films for power capacitors with special respect to nanocomposites. IEEE Trans Dielectr Electr Insul. 2018; 25: 2429–2442. https://doi.org/10.1109/TDEI.2018.007392

Syatirah MN, Muhamad NA, Halim KAA, Zakariya MZ, Anuar MNK, and Zaidi AAH. A review: polymer-based insulation material for HVDC cable application. IOP Conf Ser.: Mater Sci Eng. 2020; 932: 012064. https://doi.org/10.1088/1757-899X/932/1/012064

Mansoor RD, Rasheed LM. A Study on The Conductivity of Polyaniline Polymers. IOP Conf. Ser.: Mater Sci Eng. 2019; 571(1): 012087. 10.1088/1757-899X/571/1/012087

Abdel‐karim AM, Salama AH, Hassan ML. Electrical conductivity and dielectric properties of nanofibrillated cellulose thin films from bagasse. J Phys Org Chem. 2018; 31(9): 1-9. https://doi.org/10.1002/poc.3851

Al Hamade HT, Sabbar AN, Tuhaiwer AS. Temperature effect on electronics properties for alloys GaxIn1-xAs and InP and mole fraction of gallium for alloy GaxIn1-xAs. AIP Conf Proc. 2020; 2213: 020010. https://doi.org/10.1063/5.0000114

Nurullaev EM. Determination of Electrophysical Characteristics of a Polymer Composite Material. J Appl Mech Tech Phy. 2021; 62: 224–229. https://doi.org/10.1134/S002189442102005X

Liu S, Yanjun Z, Kaiyong T, Liping W, Gang C. Structure, electrical conductivity, and dielectric properties of semi-coke derived from microwave-pyrolyzed low-rank coal. Fuel Process Tech. 2018; 178: 139- 147. https://doi.org/10.1016/j.fuproc.2018.05.028

Shaban SM. Temperature Dependence of AC Conductivity and Complex Dielectric Constant of Cd2Si1-xGexO4 Compound. Iraqi J Sci. 2023; 56(2B): 1409–1415.

Mahmood SS, Hasan BA. Effect of Dopant Concentration on the Structural, Optical and Sensing Properties of (SnO2)1-x(TiO2:CuO)x Sprayed Films. Baghdad Sci J. 2019; 16(2): 0361. https://doi.org/10.21123/bsj.2019.16.2.0361

Abdel-Baset TA, Alsehli M, Bashal AH. Dielectric properties and AC conductivity for (Nix/Bentonite) composites . J Taibah Univ Sci. 2021; 15(1): 1253-1259. https://doi.org/10.1080/16583655.2022.2027123

Atta AA, El-Nahass MM, Hassanien AM, Elsabawy KM, Abd El-Raheem MM, Alhuthali A et al. Effect of Thermal Annealing on Structural, Optical and Electrical Properties of Transparent Nb2O5 Thin Films. Mater Today Commun. 2017; 13: 112-118. https://doi.org/10.1016/j.physb.2005.03.026

Haider HM, Jasim KA. Effect of Composition and Dielectric Properties for (YBCO) Superconductor Compound in Different Preparation Methods. Ibn aL-Haitham J Pure Appl Sci. 2020; 33(1): 17–30. https://doi.org/10.30526/33.1.2372

Jiang N. Electron beam damage in oxides: a review. Rep Prog Phys. 2015; 79(1). https://doi.org/10.1088/0034-4885/79/1/016501

Yang H, Wang H, Xiang F, Yao X. Dielectric and magnetic properties of SrTiO3/NiZn ferrite/polypropylene composites for high-frequency application. J Ceram. 2008; 116(1351): 418–421. https://dx.doi.org/10.2109/jcersj2.116.418

Chung DDL. Pitfalls and Methods in the Measurement of the Electrical Resistance and Capacitance of Materials. J Electron Mater. 2021; 50: 6567–6574.: https://doi.org/10.1007/s11664-021-09223-w

Honda K, Yoshimura M, Rao TN, Tryk DA, Fujishima A, Yasui K, et al. Electrochemical properties of Pt-modified nano-honeycomb diamond electrodes. J Electroanal Chem. 2001; 514: 35–50. https://doi.org/10.1016/S0022-0728(01)00614-3

Bouaamlat H, Hadi N, Belghiti N, Sadki H, Naciri Bennani M, Abdi F, et al. Dielectric properties, AC conductivity and electric modulus analysis of bulk ethylcarbazole-terphenyl. Adv Mater Sci Eng. 2020; 2020: 1-8. https://doi.org/10.1155/2020/8689150

Zaki HM. AC conductivity and frequency dependence of the dielectric properties for copper doped magnetite. Physica B: Condens Matter. 2005; 363: 232–244. https://doi.org/10.1016/j.physb.2005.03.026

Tyunina M, Pacherova O, Peräntie J, Savinov M, Jelinek M, Jantunen H, et al. Perovskite ferroelectric tuned by thermal strain. Sci Rep. 2019; 9(1): 1–7. https://doi.org/10.1038/s41598-019-40260-y

Sabbar AN, Talib KM, and Badh HT. Effect of Thermal Annealing on The Optical Properties of Thin Films of Polymer Blend (PMMA: PVC: PS). Muthanna J Pure Sci. 2018; 5(1): 1-7. https://doi.org/10.52113/2/05.01.2018/1-7

Sannakki B and Anita. Dielectric properties of PMMA and its composites with ZrO2. Phys. Procedia. 2013; 49: 15–26. https://doi.org/10.1016/j.phpro.2013.10.006

Khan NM, Samsudin AS. Electrical conduction of PMMA/PLA doped lithium bis(oxalato) borate-based hybrid gel polymer electrolyte. Mater Today Proc. 2022; 51(2): 1460-1464. https://doi.org/10.1016/j.matpr.2021.11.655

Mannu P, Palanisamy M, Bangaru G, Ramakrishnan S, Kandasami A, Kumar P. Temperature dependent AC conductivity and dielectric and impedance properties of ternary In–Te–Se nanocomposite thin flms. Appl Phys. A 2019; 125(458): 1-13. https://doi.org/10.1007/s00339-019-2751-1

Jafer HI, Noori FTM, Al-ajaj EA. Electrical and dielectric properties of kevlar - carbon hybrid fiber / epoxy laminated composites. Baghdad Sci J. 2011; 8(1): 148-154. https://doi.org/10.21123/bsj.2011.8.1.148-154

Nlshioka A, Onodera S, Koda T, Mlyata K, Furuichi K, Kodama K, et al. Effect of blended ionomers on the strain hardening of polyester-type elastomer/ionomer blends. Polym J. 2009; 41(8): 661–666. https://doi.org/10.1295/POLYMJ.PJ2009003

Akram M, Javed A, Rizvi TZ. Dielectric properties of industrial polymer composite materials. Turk J Phys. 2005; 29(6): 355–362. Dielectric properties of industrial polymer composite materials | TRDizin

Yang TI, Kofinas P. Dielectric properties of polymer nanoparticle composites. Polym (Guildf). 2007; 48(3): 791–798. https://doi.org/10.1016/j.polymer.2006.12.030

Jeedi VR, Narsaiah EL, Yalla M, Swarnalatha R, Reddy SN, Sadananda CA. Structural and electrical studies of PMMA and PVdF based blend polymer electrolyte. SN Appl Sci. 2020; 2(12): 2093. https://doi.org/10.1007/s42452-020-03868-8

Aljammal YN, Al-Falih RZ AL-Dabbagh ZB. Study of Electrical Properties of Poly Methyl Meth Acrylates (PMMA) under different frequencies and temperatures. J Edu Sci. 2010; 23(3): 107–128. https://doi.org/10.33899/edusj.2010.58371

Chen XY, Romero A, Paton-Carrero A, Lavin-Lopez MP, Sanchez-Silva L, Valverde JL. Functionalized Graphene Nanocomposites and their Derivatives: Synthesis, Processing and Applications. Elsevier, MNT. 2019; chap 7: 121-155 . https://doi.org/10.1016/B978-0-12-814548-7.00007-6

التنزيلات

إصدار

القسم

article

كيفية الاقتباس

1.
دراسة تأثير درجة الحرارة على الخصائص الكهربائية لمادة بوليمر بولي ميثيل ميثاكريلات المشوب بكلوريد الليثيوم. Baghdad Sci.J [انترنت]. [وثق 21 نوفمبر، 2024];22(3). موجود في: https://bsj.uobaghdad.edu.iq/index.php/BSJ/article/view/9094