Пиезорезистивен материал
Употреба: в областта на електрониката. Същността на изобретението: използването на съполикарбонати с обща формула:
Изобретението се отнася до областта на електрониката, по-специално до материали за използване във входно-изходни устройства за буквено-цифрова информация, превключване на електрически сигнали.
Известни полимерни материали на базата на антрацен, трифенил хлорометан, пирен, 1-хидроксиантрахинон и киселинния компонент на пирометил диангидрид или 1,8-нафталинов анхидрид, чието електрическо съпротивление при налягане не повече от 100 MPa намалява най-малко 100 пъти (1). Използването на тези материали в електронни устройства е целесъобразно само в областта на високи налягания. В същото време такива материали имат ниска чувствителност = 1,52 (=lgo/lg1, където o е съпротивлението при атмосферно налягане, 1 е съпротивлението при налягане P.
За повишаване на чувствителността и намаляване на работното налягане в полимерната матрица се въвеждат различни пълнители. Например, известен е състав, съдържащ полиетилен и като прахообразна добавка халкогениди на редкоземни метали (2), полидифениленфталид, полифлуорениленфталид, изопренов каучук и като добавка пиезоелектрични прахове (бисмутов германат или селенит) (3). Въвеждането на такива пълнители в полимерите води до намаляване на работното налягане до 1,0 MPa и повишаване на чувствителността до 10. В същото време такива характеристики могат да бъдат постигнати само при висока степен на съдържание на добавки (до 20–30 тегл.), Което води до образуването на крехки, неструктурно способни филми. В допълнение, производството на материали с добра възпроизводимост на електрическите свойства изисква висока степен на хомогенизиране на първоначалните състави, коетое свързано с използването на специално технологично оборудване и значително усложнява процеса на получаване на филми.
Значителен недостатък на този състав е така наречената прагова пиезочувствителност, т.е. материалът преминава в проводящо състояние само при определена стойност на налягането, което значително намалява обхвата на такива материали. В допълнение, посоченият състав е многокомпонентен и за производството на материали от него е необходимо да се извършват операции на смесване на отделни компоненти, което намалява неговата технологичност и влияе неблагоприятно върху възпроизводимостта на електрическите параметри.
Целта на това изобретение е да се намали прага на пиезорезистивност на пиезорезистивен материал при ниски налягания, както и да се подобри възпроизводимостта на електрическите свойства и да се опрости технологията за производство на филми от пиезорезистивен материал.
Тази цел се постига чрез използване на съполикарбонати с обща формула като пиезорезистивен материал:
Филми от пиезорезистивен материал на базата на съполикарбонати се получават чрез разтваряне на полимер в хлорирани въглеводороди (например дихлороетан) и се формират върху всеки субстрат чрез всички известни методи (поливане, пръскане, центрофугиране и др.).
Това поведение на филми на базата на съполикарбонати се обяснява с факта, че въвеждането на гъвкави фрагменти от въглеродна киселина в основната полимерна верига води доувеличаване на мобилността на макромолекулите и по този начин намаляване (почти до нула) на прага на пиезочувствителност. В допълнение, използването на еднокомпонентен състав за получаване на пиезорезистивен материал значително опростява технологията на неговото производство и повишава възпроизводимостта на параметрите. Чрез промяна на съотношението на фрагментите на полимерната верига (т.е. m/n) също е възможно да се получат състави с желани електрофизични свойства в хода на синтеза на полимера.
Използването на съполикарбонатни филми с горната формула за първи път като пиезорезистивен материал прави възможно производството на електронни и електрически устройства с плавна промяна на съпротивлението.
Използването на съполикарбонати с обща формула
