DE2932417A1 - Elektret aus einem verzweigten alpha -olefin-polymer - Google Patents
Elektret aus einem verzweigten alpha -olefin-polymerInfo
- Publication number
- DE2932417A1 DE2932417A1 DE19792932417 DE2932417A DE2932417A1 DE 2932417 A1 DE2932417 A1 DE 2932417A1 DE 19792932417 DE19792932417 DE 19792932417 DE 2932417 A DE2932417 A DE 2932417A DE 2932417 A1 DE2932417 A1 DE 2932417A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- polymer
- electret
- electrets
- poly
- charge
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn
Links
- 229920000098 polyolefin Polymers 0.000 title description 7
- 239000004711 α-olefin Substances 0.000 title 1
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 claims description 32
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 10
- 239000011521 glass Substances 0.000 claims description 7
- YHQXBTXEYZIYOV-UHFFFAOYSA-N 3-methylbut-1-ene Chemical compound CC(C)C=C YHQXBTXEYZIYOV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 125000004432 carbon atom Chemical group C* 0.000 claims description 2
- 150000001336 alkenes Chemical class 0.000 claims 1
- JRZJOMJEPLMPRA-UHFFFAOYSA-N olefin Natural products CCCCCCCC=C JRZJOMJEPLMPRA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- -1 polyethylene Polymers 0.000 description 14
- 239000004698 Polyethylene Substances 0.000 description 9
- 229920000573 polyethylene Polymers 0.000 description 9
- RTZKZFJDLAIYFH-UHFFFAOYSA-N Diethyl ether Chemical compound CCOCC RTZKZFJDLAIYFH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 239000000463 material Substances 0.000 description 6
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 5
- 229920006254 polymer film Polymers 0.000 description 5
- 229920000306 polymethylpentene Polymers 0.000 description 5
- 239000011116 polymethylpentene Substances 0.000 description 5
- GQEZCXVZFLOKMC-UHFFFAOYSA-N 1-hexadecene Chemical compound CCCCCCCCCCCCCCC=C GQEZCXVZFLOKMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000004743 Polypropylene Substances 0.000 description 4
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 4
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229920002313 fluoropolymer Polymers 0.000 description 4
- 239000004811 fluoropolymer Substances 0.000 description 4
- 239000011888 foil Substances 0.000 description 4
- 229920001155 polypropylene Polymers 0.000 description 4
- 238000000748 compression moulding Methods 0.000 description 3
- 239000003208 petroleum Substances 0.000 description 3
- 229920001748 polybutylene Polymers 0.000 description 3
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 3
- 238000011282 treatment Methods 0.000 description 3
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- KFZMGEQAYNKOFK-UHFFFAOYSA-N Isopropanol Chemical compound CC(C)O KFZMGEQAYNKOFK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- YRKCREAYFQTBPV-UHFFFAOYSA-N acetylacetone Chemical compound CC(=O)CC(C)=O YRKCREAYFQTBPV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000003989 dielectric material Substances 0.000 description 2
- 230000005684 electric field Effects 0.000 description 2
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 2
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 2
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 description 2
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 2
- 230000000284 resting effect Effects 0.000 description 2
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 2
- SUJVAMIXNUAJEY-UHFFFAOYSA-N 4,4-dimethylhex-1-ene Chemical compound CCC(C)(C)CC=C SUJVAMIXNUAJEY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- KLCNJIQZXOQYTE-UHFFFAOYSA-N 4,4-dimethylpent-1-ene Chemical compound CC(C)(C)CC=C KLCNJIQZXOQYTE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- WSSSPWUEQFSQQG-UHFFFAOYSA-N 4-methyl-1-pentene Chemical compound CC(C)CC=C WSSSPWUEQFSQQG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- SUWJESCICIOQHO-UHFFFAOYSA-N 4-methylhex-1-ene Chemical compound CCC(C)CC=C SUWJESCICIOQHO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000002441 X-ray diffraction Methods 0.000 description 1
- 239000002216 antistatic agent Substances 0.000 description 1
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 238000009835 boiling Methods 0.000 description 1
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- BFPSDSIWYFKGBC-UHFFFAOYSA-N chlorotrianisene Chemical compound C1=CC(OC)=CC=C1C(Cl)=C(C=1C=CC(OC)=CC=1)C1=CC=C(OC)C=C1 BFPSDSIWYFKGBC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 1
- YNLAOSYQHBDIKW-UHFFFAOYSA-M diethylaluminium chloride Chemical compound CC[Al](Cl)CC YNLAOSYQHBDIKW-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 239000000428 dust Substances 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000005686 electrostatic field Effects 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 239000008187 granular material Substances 0.000 description 1
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 1
- 230000006698 induction Effects 0.000 description 1
- 238000002329 infrared spectrum Methods 0.000 description 1
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 1
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 1
- 125000000959 isobutyl group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])(C([H])([H])[H])C([H])([H])* 0.000 description 1
- 125000001449 isopropyl group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])(*)C([H])([H])[H] 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 1
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 150000005673 monoalkenes Chemical class 0.000 description 1
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000012299 nitrogen atmosphere Substances 0.000 description 1
- STOAVDWSPJARRN-UHFFFAOYSA-N pentane-2,4-dione;propan-2-ol Chemical compound CC(C)O.CC(=O)CC(C)=O STOAVDWSPJARRN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000000704 physical effect Effects 0.000 description 1
- 230000010287 polarization Effects 0.000 description 1
- 239000004417 polycarbonate Substances 0.000 description 1
- 229920000515 polycarbonate Polymers 0.000 description 1
- 229920000728 polyester Polymers 0.000 description 1
- 238000006116 polymerization reaction Methods 0.000 description 1
- 229920001343 polytetrafluoroethylene Polymers 0.000 description 1
- 239000004810 polytetrafluoroethylene Substances 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 1
- 238000000197 pyrolysis Methods 0.000 description 1
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 1
- 238000010992 reflux Methods 0.000 description 1
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 1
- 238000004611 spectroscopical analysis Methods 0.000 description 1
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
- H01G7/00—Capacitors in which the capacitance is varied by non-mechanical means; Processes of their manufacture
- H01G7/02—Electrets, i.e. having a permanently-polarised dielectric
- H01G7/021—Electrets, i.e. having a permanently-polarised dielectric having an organic dielectric
- H01G7/023—Electrets, i.e. having a permanently-polarised dielectric having an organic dielectric of macromolecular compounds
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08F—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
- C08F110/00—Homopolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond
- C08F110/14—Monomers containing five or more carbon atoms
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Polymers & Plastics (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Manufacture Of Macromolecular Shaped Articles (AREA)
- Filtering Materials (AREA)
- Electrostatic Separation (AREA)
- Addition Polymer Or Copolymer, Post-Treatments, Or Chemical Modifications (AREA)
Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein aus einem verzweigten O^-Olef in-Polymer hergestelltes .Elektret.
Ein Elektret kann als ein permanent polarisiertes, dielektrisches Material definiert werden. Ein Elektret
kann genauer als ein dielektrisches Material beschrieben werden, das einem elektrostatischen Feld ausgesetzt
wurde, dessen Intensität dazu ausreichte, eine nach der Entfernung des Feldes fortbestehende, innere Restpolarisation
zu erzeugen. Ein Elektret kann als elektrostatisches Analogon eines Permanentmagneten angesehen werden.
Die Herstellung von Elektreten aus verschiedenen Polymeren ist bekannt. Wie gefunden wurde, führen von
den verschiedenen Polymeren, die vorgeschlagen worden
sind, nur die Fluorpolymere zu stabiler Elektreten, die für praktische Anwendungszwecke in nützlicher Weise
35 eingesetzt werden können. Fluorpolymere sind jedoch
keine sehr verbreiteten bzw. keine sehr gut zugängliche
030009/0791
Xl/rs
Deutsche Bank (München! Kto 51/61070 Dresdner Bnnk (München! Klo 3H9 ^44 F siscfiec^ (München) κ
ORIGINAL INSPECTED
- /' - B 9840
Materialien, und sie sind auch sehr kostspielig, da für ihre Herstellung und ihre Bearbeitung besondere Verfahren
erforderlich sind.
Verbreitetere bzw. üblichere Polymere wie Polyester, Polycarbonate usw. können anfänglich als höchgeladene
Elektrete formuliert bzw. aufgebaut werden, diese Ladungen sind jedoch insbesondere unter feuchten
Bedingungen kurzlebig bzw. von kurzer Dauer. Daher sind solche Elektrete für praktische Anwendungszwacke
nicht geeignet.
Auch die Herstellung von Elektreten aus einfachen Polyolefinen wie Polyäthylen und Polypropylen ist vorge-15
schlagen worden, jedoch sind solche Elektrete nachteiligerweise nicht sehr stabil.
Erfindungsgemäß wurde nun unerwarteterweise gefunden,
daß ein stabiles Elektret aus einem harzartigen Polymer eines ^-Olefins mit einer verzweigten Seitenkette
erhalten werden kann, wobei das Polymer einen Kristallinitätsgrad von mindestens 20 % hat und aus
wiederkehrenden Einheiten mit der Struktur
- CH2 -CH-
besteht, worin R ein verzweigter Alkylrest mit 3 bis ■ 10 Kohlenstoffatomen ist. Diese Polymere haben bessere
physikalische Eigenschaften als die Fluorpolymere, . was sie für industrielle bzw. gewerbliche Anwendungszwecke
besonders anpassungsfähig macht.
030009/0791
- 5 - B 9840
Die Erfindung beruht demnach auf der unerwarteten Feststellung, daß die Stabilität eines Elektrets durch
Einführung von verzweigten Seitenkettengruppen wie der Isopropyl-, der Isobutylgruppe usw. in eine
Cx-Olefin-Polymerstruktur in hohem Maße verbessert wird
und daß die fertigen Polymere als Elektrete eine genauso gute Stabilität haben wie die Fluorpolymere [z. B. wie
Poly-(tetrafluoräthylen-co-hexafluorpropylen) usw.j.
Weiterhin wurde erfindungsgemäß gefunden, daß die Kristallinität des Polymers ein anderes wichtiges Merkmal
ist. Amorphe Polyolefinmaterialien sind keine guten Materialien für Elektrete. Die für die erfindungsgemäßen
Elektrete eingesetzten Polyolefinmaterialien haben isotaktische Strukturen; sie haben in Masse, in
dem Zustand, in dem sie hergestellt worden sind, einen hohen Kristallinitätsgrad, der durch eine Bearbeitung
weiter erhöht wird. Für die erfindungf;gemäßen
Zwecke sollte der Kristallinitätsgrad nach der Bearbeitung mindestens 20 % betragen.
Beispiele für die Polymere, die zur Herstellung der erfindungsgemäßen Elektrete geeignet i;ind, sind
Poly-(3-methy 1-1-buten) , Poly-(4-methyl-1--penten) ,
Poly-(4-äthyl-1-penten), Poly-(4,4-dimethyl-i-penten),
Poly-(4,4-dimethyl-1-hexen) usw.
Die Kristallinität der für die erfindungsgemäße
Verwendung geeigneten Polymere kann durch alle geeigneten, bekannten Verfahren, z. B. durch Infraroten
ου Spektroskopie, Messung der Dichte, Röntgenstrahlbeugung usw., bestimmt werden; wie erwähnt wurde, können Polymere mit einer Kristallinität von mindestens 20 Gew.-% eingesetzt werden.
ου Spektroskopie, Messung der Dichte, Röntgenstrahlbeugung usw., bestimmt werden; wie erwähnt wurde, können Polymere mit einer Kristallinität von mindestens 20 Gew.-% eingesetzt werden.
030009/0 7 31 ORIGINAL INSPECTED
- 6 - B 9840
Es wird angenommen, daß die verbesserte Stabilität der erfindungsgemäßen Elektrete mindestens zum Teil
der versteifenden Wirkung der verzweigten Seitenketten auf die Hauptkette des Moleküls zuzuschreiben sein
kann, womit jedoch keine Beschränkung der Erfindung hinsichtlich einer bestimmten Theorie der Wirkungsweise
beabsichtigt ist.
Verfahren zur Herstellung der für die Verwendung in den erfindungsgemäßen Elektreten geeigneten Polymere
sind bekannt. Das Polymer sollte im wesentlichen frei von Verunreinigungen sein, die seine spezifische
Leitfähigkeit erhöhen könnten, insbesondere sollte es frei von oberflächenaktiven, antistatischen Mitteln
sein, und das Polymer sollte keiner Behandlung unterzogen werden, durch die seine elektrische Leitfähigkeit
erhöht werden könnte; Beispiele für solche unerwünschten Behandlungsweisen sind die Belichtung mit Gammastrahlen,
die UV-Bestrahlung, die Pyrolyse usw. 20
Für die Umwandlung in ein Elektret wird das Polyner aus dem verzweigten Monoolefin im allgemeinen in Form
einer Folie oder einer Platte (z. B. mit einer Dicke von 25,4 um bis 25,4 mm) herangezogen. Das Elektret
kann nach bekannten Verfahren zur Aufladung oder Polarisierung von Elektreten gebildet werden. So kann das
Elektret durch Einführung von geladenen Teilchen aufgeladen werden (Raumladungsbildung durch Injektion). Dabei
wird an die Platte bzw. Folie bei Raumtemperatur od.er
bei einer erhöhten Temperatur, die unter der Erweichungstemperatur
des Polymers liegt, unter Bildung eines ionisierten Plasmas eine Hochspannung (otwa 20 bis 60
kV, 1 bis 5 min lang) angelegt, wodurch unter der Einwirkung des elektrischen Feldes eine Ladung eingeführt
wird, und anschließend (nach dem Abkühlen auf Raum-
030009/0791
B 984O
1 temperatur, wenn eine erhöhte Temperatur angewandt
worden ist) wird das Feld entfernt, wodurch ein Raumladungs-Homoelektret
gebildet wird, das aus dem vorstehend beschriebenen, verzweigten Polymer besteht.
Unter dem Begriff "Homoelektret" ist ein Elektret zu
verstehen, bei dem die Oberfläche, die der positiven Elektrode gegenüberliegt, eine positive Ladung ausbildet,
und bei dem die Oberfläche, die der negativen Elektrode gegenüberliegt, eine negative Ladung ausbildet.
10 (Bei einem Heteroelektret mit orientierten Dipolen
oder bei einem Heteroelektret mit innerer Raumladung gilt das Gegenteil). Folien oder Platten für die Herstellung
der Elektrete können aus den beschriebenen Polymeren nach irgendeinem bekannten Verfahren, z. B-
'5 durch Formpressen, hergestellt werden.
Zur Herstellung eines Elektrets kann die Polymer-folie
zugeschnitten und in einen quadratischen Kunststoffrahmen (5,7 cm χ 5,7 cm) hineingelegt werden.
iKJ Dieser Rahmen wird dann auf eine Glasplatte mit einer
Dicke von 5 mm gesetzt, die auf einer geerdeten Metallplatte ruht, wobei die Polymerfolie oben liegt. Eine
andere Glasplatte mit einer Dicke von 5 mir wird über die
Polymerfolie gelegt; diese zweite Glasplatte weist an
ihrer Oberseite eine Schicht aus aufgedampftem Aluminium
auf, die mit dem negativen Pol einer Gleichstromquelle verbunden ist. Eine Aufladungsspannung von 30 kV wird
1 min lang bei Raumtemperatur angelegt. Das Elektret wird, nachdem es auf diese Weise aufgeladen wurde, zur
Entfernung von überschüssiger Ladung mit einer Aluminiumfolie umwickelt. Die tatsächliche, in stabiler Weise
verbleibende Ladung kann dann nach bekannten Verfahren gemessen und berechnet werden, wobei diese Verfahren auf
der Tatsache beruhen, daß die Ladung in dem Elektret 35
außerhalb des Elektrets ein elektrisches Feld erzeugt.
030009/0791
- 8 - B 9840
das durch die Begriffe "äquivalente Oberflächenladung"
oder "scheinbare Oberflächenladungsdichte" gekennzeichnet werden kann. Die Meßverfahren, die man anwendet,
beruhen meistens auf dem Prinzip der Induktion, obwohl auch andere Verfahren, z. B. die Anwendung einer Torsionswaage
und verwandter Vorrichtungen zur Kraftmessung, angewendet werden können, um die Kraft, die zwischen dem
Elektret und einer Elektrode wirkt, zu bestimmen.
Die scheinbare Oberflächenladungsdichfce des Elektrets kann gemessen werden, indem man das Elektret
zwischen eine feststehende Elektrode und eine Elektrode, die im Oberflächenfeld des Elektrets rotiert (eine
Zerhacker-Elektrode) bringt, wodurch ein Wechselstromsignal erzeugt wird. Dann wird zwischen der rotierenden
und der feststehenden Elektrode eine Vorspannung angelegt,
die dazu ausreicht, das Ausgangssignal auf Null zu bringen. Die scheinbare Oberflächenladungsdichte in A.s.cm
ist gleich
KEV
worin K die relative Dielektrizitätskonstante des 25
Elektretmaterials [2,12 für Poly-(4-methyl-1-penten)J,
r -14
E die Dielektrizitätskonstante des Vakuums [8,854 χ 10
(A.s)/(V.cm)J, V die außen angelegte Vorspannung für das
Nullsignal und d die Dicke der Folie in cm bedeuten. Für ein gegebenes Elektret sind K, E und d konstant1,
wodurch die scheinbare Oberflächenladungsdichte direkt proportional zu V, der Vorspannung für das Nullsignal,
wi rd.
030009/0791
- 9 - B 9840
Die Stabilität des Elektrets kann bewertet werden, indem man an Elektreten, die über den Versuchszeitraum
verschiedenen Umgebungsbedingungen ausgesetzt worden sind, innerhalb eines Zeitabschnitts wiederholt die
scheinbare Oberflächenladungsdichte des Elektrets (oder einfach die Vorspannung für das Nullsignal,
die, wie vorstehend beschrieben wurde, der scheinbaren
Oberflächenladungsdichte proportional ist) bestimmt. Auf diese Weise kann die Fähigkeit des Elektrets, bei
Raumtemperatur und bei erhöhter Temperatur und unter der Bedingung einer niedrigen und einer hohen Feuchtigkeit
über einen langen Zeitabschnitt eine Ladung beizubehalten, festgestellt werden.
15 Überraschenderweise wurde gefunden, ciaß die
erfindungsgemäßen, aus den beschriebenen verzweigten,
kristallinen Polymeren hergestellten Elektrete unter sehr verschiedenen Temperatur- und Feuchtigkeitsbedingungen
stabil sind. Die erfindungsgemäßen Elektrete
20 zeigen eine Stabilität, die der Stabilität, der
bekannten Polyfluorolefinelektrete sehr ähnlich ist,
wobei die erfindungsgemäßen Elektrete zusätzlich die Vorteile niedrigerer Kosten, einer einfachen Herstellungsweise
und nützlicher, mechanischer Eigen-J schäften, insbesondere der Härte, der Biegefestigkeit,
der Steifigkeit usw., haben, wodurch die e^rfindungsgemäßen
Elektrete vielseitiger als die zur ;;eit verwendeten
Elektrete gemacht werden.
Die Elektrete können laminiert werden, sie müssen
jedoch nicht auf ein anderes Polymer laminiert werden und finden Anwendungen als elektrostatisches Element
in elektroakustischen Vorrichtungen wie Mikrophonen, Kopfhörern und Lautsprechern, bei der Kontrolle von
Staubteilchen, Ln Generatoren für elektrostatische Hocr-
3 0 0 0 9/079
- 10 - B 9840
Spannung, in elektrostatischen Aufzeichnungsgeräten und für andere Anwendungszwecke.
Die Erfindung wird durch die nachstehenden Beispiele näher erläutert.
Beispiel 1 . ■
Ein Poly-(4-methyl-1-penten)-Polymer mit einem
Kristallinitätsgrad von 50 % und einem Kristall-Schmelzpunkt von 240 0C wird unter Bildung von Folien
mit einer Dicke von etwa 508 \xm formgeprelJt. Die
Polymerfolie wird zugeschnitten und in das Innere eines quadratischen Kunststoffrahmens (5/7 cm χ 5,7 cm) gelegt.
Jeder Rahmen wird dann auf eine 5 mn dicke Glasplatte
gesetzt, die auf einer geerdeten Metallplatte ruht, wobei die Polymerfolie oben liegt. Eine andere
Glasplatte mit einer Dicke von 5 mm wird auf die Polymerfolie gelegt. Die zweite Glasplatte weist auf ihrer
Oberseite eine Schicht aus aufgedampftem Aluminium
auf, die mit dem negativen Pol einer Gleichstromquelle
verbunden ist. Eine Aufladungsspannung von 30 kV wird 1 min lang bei Raumtemperatur angelegt. Nachdem das
Elektret auf diese Weise aufgeladen worden ist, J wird es zur Entfernung von überschüssiger Ladung mit
einer Aluminiumfolie umwickelt. Bei einer Anzahl von auf diese Weise hergestellten Elektreten v/ird über
einen Zeitraum von 310 Tagen unter verschiedenen Bedingungen, die nachstehend angegeben sind, die Ladungs-
abnähme periodisch gemessen. Folgende Bedingungen wurden
angewandt:
22 0C bei einer relativen Feuchtigkeit von 98 %
50 0C unter trockenen Bedingungen
50 0C bei einer reLativen Feuchtigkeit von 100 %.
030009/0791
- 1 1 - B 9840
Die Ladung wird wie vorstehend beschrieben gemessen und in Form der beobachteten Nullsignal-Vorspannung
(nachstehend als "Nullkompensationsspannung" bezeichnet)
angegeben. Die Ergebnisse werden in Tabelle gezeigt.
030009/0791
Elektrete aus Poly-(4-methyl-1-penten); Verhalten
bezüglich der Ladungsabnahme unter verschiedenen Umqebungsbedinqungen
% bei 98 % rel.
Feuchtiqkeit
Feuchtiqkeit
50 0C, trocken 50 0C bei 100 % rel.
Feuchtiqkeit
CO
O
O
O
CO
O
O
O
CO
Zeit
(Tage)
(Tage)
0
1
1
15
29
57
111
204
265
310
NKS | RV |
1340 | 1 ,00 |
1340 | 1 ,00 |
1230 | 0,92 |
1090 | 0,81 |
1000 | 0,75 |
920 | 0,69 |
980 | 0,73 |
950 | 0,71 |
990 | 0,74 |
NKS
1590
1510
1530
1540
1540
1520
1520
1490
1480
1510
1530
1540
1540
1520
1520
1490
1480
1 ,00 0,95 0,96 0,97 0,97 0,96 0,96 0,94 C,93
NKS = Nullkompensationsspannung (V)
RV = Relatives Verhältnis, auf die Zeit 0 bezogen
RV
139O | 1 ,00 |
1450 | 1 ,04 |
1380 | 0,99 |
1320 | 0,95 |
1250 | 0,90 |
1170 | 0,84 |
1020 | 0,73 |
1060 | 0,76 |
940 | 0,68 |
S3
OO
.0.
2932A17
- W- B 9840
/η
Aus den Angaben in Tabelle 1 geht hervor, daß die aus einem Poly-(4-methyl-i-penten)-Polymer mit hoher
Kristallinität hergestellten, erfindungsgemäßen Elektrete eine bemerkenswerte Stabilität haben und über eine
lange Zeitdauer einen beträchtlichen Anteil ihrer Ladung beibehalten, selbst wenn sie hoher Feuchtigkeit und einer
erhöhten Temperatur ausgesetzt werden. Das Verhalter der erfindungsgemäßen Elektrete bezüglich der Ladungsabr ahme
läßt sich in vorteilhafter Weise mit dem in Tabelle 2 gezeigten Verhalten von Elektreten vergleichen, die in
ähnlicher Weise aus 508 μΐη dicken Folien von im Hanc.el
erhältlichem Poly-(tetrafluoräthylen-co-hexafluorpropylen)
hergestellt wurden, das als eines der bester im Handel erhältlichen Elektretmaterialien angesehen wird.
u ] η:) ο 9 / ü ι ■) ι
Fluorpolyitier-Elektrete, Verhalten bezüglich der
Ladungsabnahme
22 0C, 100 % rel. Feuchtigkeit 0C, 100 % rel. Feuchtigkeit
Zeit | (Tace) | NKS | RV | |
O | O | 1630 | 1 ,00 | |
CO CD |
1 | 1600 | 0,98 | |
O | 15 | 1500 | 0,92 | |
CO | 29 | 1400 | 0,86 | |
O | 43 | 1400 | 0,86 | |
CQ | 1 1 1 | 1350 | 0,83 | |
: ι ~X | ι ΐνυ | 0,86 | ||
230 | 1300 | 0,80 |
NKS
1550
1530
1470
1420
1430
1430
1390
1350
1530
1470
1420
1430
1430
1390
1350
RV
1 ,00 0,99 0,95 0,92 0,92 0,92 0,90 0,87
NKS = fjulxkompensationsspannunc' {V}
RV = Relatives Verhältnis, auf die Zeit 0 bezogen
- IS1- B 9840
Polyäthylenfolien mit einer Dicke von etwa 380 pm, die
durch Formpressen von im Handel erhältlichen Polyäthylenen mit unterschiedlicher Dichte hergestellt wurden, eraeoen
Elektrete, die vom Gesichtspunkt der Ladungsstabilität bei erhöhter Temperatur und/oder bei hoher Feuchtigkeit
geringerwertig bzw. minderwertig sind, wie in den Tabellen 3 und 4 gezeigt wird.
030009/0791
Elektrete aus Polyäthylen mit unterschiedlicher Dichte;
Verhalten bezüglich der Ladungsabnahme bei 50 0C und
einer rel. Feuchtigkeit von 100 %
Verhalten bezüglich der Ladungsabnahme bei 50 0C und
einer rel. Feuchtigkeit von 100 %
Zeit | Polyäthylen | 0,960 | Polväthvlen | 0,950 | Polväthvlen | O,945 | |
(Tage) | Dichte | PV | Dichte | RV | Dichte | RV | |
0300 | NKS | NKS | NKS | ||||
ο | 0 | 1 ,00 | 1 ,00 | 1 ,00 | |||
O | 1 | 2000 | 0,60 | 1100 | 0,23 | 1800 | 0,17 |
-α co |
4 2 9 |
1200 | 0,53 0.44 |
250 | 0,18 | 300 | 0,06 |
75 | 1050 8*0 |
0,35 | 200 | - | 100 | - | |
110 | 700 | 0,25 | - | _ | - | _ | |
500 | — |
NKS = NullkompensationGspannunr- (y) ^
RV = Relatives Verhältnis, auf die Zeit 0 bezogen ^ <O
Elektrete aus Polyäthylen mit unterschiedlicher Dichte; Verhalten bezüglich der Ladungsabnahne bei 22 0C und einer
rel. Feuchtigkeit von 100 %
Polyäthylen Dichte 0,960
Polyäthylen
Dichte 0,950
Dichte 0,950
Polyäthylen Dichte 0,945
NKS
RV
MKS
1 900 | 1 ,00 | 1300 | 1 ,00 | 1700 | 1 ,00 |
1600 | 0,84 | 105C | 0,31 | 1550 | 0,91 |
1430 | 0,75 | 850 | 0,65 | 1500 | 0,88 |
1 γι ro | η , r, ·, | 450 | 0,35 | 1 150 | 0,70 |
900 | 0,47 | 410 | 0,31 | 1050 | 0,62 |
500 | 0,26 | 180 | 0,14 | 400 | 0, 24 |
= Relatives Verhältnis, auf die Zeit O bezoaen
- 18 ·■ B 9840
Die Ergebnisse, die mit den erfindunqsgemäßen Poly-(4-methyl-1-penten)-Elektreten
erhältlich sind, können mit Polymeren aus linearen ^-Olefinen wie Polypropylen,
isotaktischem Poly-(1-buten) oder isotaktischem PoIy-(I-hexadecen)
nicht erzielt werden, wie aus Tabelle 5 hervorgeht, in der die Ergebnisse gezeigt werden, die irit
Elektreten erzielt wurden, die aus durch Formpressen gebildeten, 381 μηι dicken Folien der drei erwähnten,
linearen 06-Olefin-Polymeren hergestellt worden waren.
0 3 D 0 0 J / 0 7 Ü
Elektrete aus isotaktischem Polypropylen, Poly-(1-buten)
und Poly-(1-hexadecen); Verhalten bezüglich der Ladungsabnahme
bei 22 0C und einer rel. Feuchtigkeit von 100 %
CO O O O CO
-α co
Zeit (Tage)
Isotaktisches Polypropylen Isotaktisches Poly-(1-buten) Isotaktisches
PoIv-(1-hexadecen)
O 1 7
15 21 28
NKS
1900 1500 1300
1270 1220 1210
RV
1 ,00
0,30
0,68
0,67
0,64
0,64
0,30
0,68
0,67
0,64
0,64
NKS
1800 435 260 200 160 150
RV
1 ,00 0,24 0,14 0,11 0,09 0,08
RV - Relatives Verhältnis, auf die Zeit 0 bezocren
NKS
RV
7OO | 1 ,00 |
250 | 0,36 |
250 | 0,36 |
130 | 0,19 |
80 | 0,11 |
60 | 0,09 |
B 984O
Beispiel 2 *"
Poly-(3-methy1-1-buten) wird folgendermaßen hergestallt:
In einen 500-ml-Dreihals-Rundkolben, der mit einem Stickstoffeinlaß,
einem Rückflußkühler und einem mit Polytetrafluorethylen
beschichteten magnetischen Rührer ausgestattet ist, werden 35 ml gereinigter Petroläther itit . ■
einem Siedepunkt von 80 0C bis 120 "C eingefüllt. Zu dieser
Lösung werden 5 ml Diäthylaluminiumchlorid in 83 ml Petroläther (80 0C bis 120 0C) und 5 ml einer Suspension
von 2*-TiCl3 (Qualität AA) fi0 g CX-TiCl3 in 1OO ml Patroläther
(80 0C bis 120 0C)J hinzugegeben, und das Gemisch
wird 15 min lang bei Raumtemperatur gerührt. Zu der Katalysatorsuspension werden 20 ml 3-Methyl-i-buten hinzugegeben,
und die Polymerisation wird unter kontinuierlichem Rühren in einer trockenen Stickstoffatmosphäre etwa 18 bis
24 h lang fortschreiten gelassen. Das Reaktionscremisch wird
mit einer Lösung von 50 ml 2,4-Pentandion in 1OO ml gereinigtem
Isopropanol behandelt. Die erhaltene Suspension wird dann 2 h lang auf 80 0C erhitzt und filtriert. Diese
Behandlung mit 2,4-Pentandion-Isopropanol wird wiederholt,
und das fertige Polymer, das körnchenförmig ist, wird gründlich mit trockenem Petroläther (80 0C b:.s 120 0C)
gewaschen und dann in einem Vakuumcfen bei 60 0C 12 h
lang von Lösungsmitteln befreit. Durch 8—niinütiges Pressen
des Polymers bei einer Temperatur von 270 0C unter einem
Druck von etwa 1,38 kN/cm2 werden Folien erhalten. Das Polymer hat einen hohen Kristallinitätsgrad, wie aus
seinem Infrarotspektrum gefolgert wird. 30
Aus dem Poly-(3-methyl-1-buten) werden in der gleichen
Weise wie in Beispiel 1 beschrieben Elektrote hergestellt.
Das Verhalten dieser Elektrete bezüglich der Ladungsabnahme bei 60 0C und einer relativen Feuchtigkeit von
100 % wird getestet, wobei man die in Tabelle 6 gezeigten Ergebnisse erhält. Aus der Tabelle geht hervor, daß die
Elektrete in hohem Maße stabil sind.
030009/0791
B 9840
Elektrete aus Poly-(3-methyl-1-buten); Verhalten
bezüglich der Ladungsabnahme bei 60 0C und einer rel. Feuchtigkeit von 100 %
Relatives Verhältnis, auf die Zeit 0 bezogen
1 ..00 1 -00 0.92 0,90 0.85
0,67 0,67
Zeit (Tage) | Nullkompensations- |
spannung (V) | |
0 | 1200 |
1 | 1200 |
7 | 1100 |
15 | 1080 |
22 | 1020 |
43 | 930 |
70 | 800 |
90 | 800 |
030009/0791
Claims (4)
1. Elektret, bestehend aus einem elektrostatisch polarisierten, harzartigen Polymer, dadurch gekennzeichnet,
daß das Polymer ein Polymer eines 0^-Olefins
mit einer verzweigten Seitenkette ist, am; wiederkehrerden Einheiten mit der Struktur
- CHo - GH - ,
2 I 20 R
worin R ein verzweigter Alkylrest mit 3 bis 10 Kohlenstoffatomen
ist, besteht und eine KristalLinität von mindestens 20 Gew.-% hat.
2. Elektret nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß es die Form einer Folie oder einer Plabte hat und daß das Polymer Poly-(4-methy1-1-penten) oder
30 Poly- (3-methyl-1-buten) ist.
3. Verfahren zur Hers teilung eines Elaktrets nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man das Polyme.
zwischen zwei Glasplatten legt und 1 bis 5 min lang
35 eine Gleichspannung von etwa 20 bis 60 kV ar! legt.
0 3 0 0 0 0/079 !
XI/rs
'
4. Verwendung des Elektrets nach Anspruch 1 als elektrostatisches Element für eine elektrostatische
Vorrichtung.
030009/079 t
ORIGINAL INSPECTED
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CA309,053A CA1107950A (en) | 1978-08-10 | 1978-08-10 | Electret made of branched alpha-olefin polymer |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE2932417A1 true DE2932417A1 (de) | 1980-02-28 |
Family
ID=4112093
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19792932417 Withdrawn DE2932417A1 (de) | 1978-08-10 | 1979-08-09 | Elektret aus einem verzweigten alpha -olefin-polymer |
Country Status (6)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US4288584A (de) |
JP (1) | JPS5526700A (de) |
CA (1) | CA1107950A (de) |
DE (1) | DE2932417A1 (de) |
FR (1) | FR2433231A1 (de) |
GB (1) | GB2027730B (de) |
Families Citing this family (24)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4586995A (en) * | 1982-09-17 | 1986-05-06 | Phillips Petroleum Company | Polymer and irradiation treatment method |
CA1298451C (en) * | 1985-08-02 | 1992-04-07 | Hiromi Shigemoto | Surface-roughened film and sheet, and process for production and use thereof |
US4873101A (en) * | 1985-09-26 | 1989-10-10 | Minnesota Mining And Manufacturing Company | Microwave food package and grease absorbent pad therefor |
CA1283384C (en) * | 1985-09-26 | 1991-04-23 | Curtis L. Larson | Microwave food package |
JP2547208B2 (ja) | 1987-03-19 | 1996-10-23 | 出光興産株式会社 | オレフイン系重合体およびその製造方法 |
DE3855519T2 (de) * | 1987-03-19 | 1997-04-17 | Idemitsu Kosan Co | Olefinpolymere und Verfahren zu deren Herstellung |
JP2554071B2 (ja) | 1987-03-19 | 1996-11-13 | 出光興産株式会社 | オレフイン系共重合体およびその製造方法 |
JP2561277B2 (ja) | 1987-06-10 | 1996-12-04 | 出光興産株式会社 | 分枝α−オレフィン共重合体およびその製造方法 |
JP2545889B2 (ja) * | 1987-11-20 | 1996-10-23 | 東洋紡績株式会社 | メルトブロー不織布 |
US4874399A (en) * | 1988-01-25 | 1989-10-17 | Minnesota Mining And Manufacturing Company | Electret filter made of fibers containing polypropylene and poly(4-methyl-1-pentene) |
JPH0517595A (ja) * | 1991-07-15 | 1993-01-26 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 高分子超薄膜エレクトレツト及びその製造方法 |
US5610455A (en) * | 1995-06-29 | 1997-03-11 | Minnesota Mining And Manufacturing Company | Electret containing syndiotactic vinyl aromatic polymer |
US5908598A (en) * | 1995-08-14 | 1999-06-01 | Minnesota Mining And Manufacturing Company | Fibrous webs having enhanced electret properties |
US6432175B1 (en) | 1998-07-02 | 2002-08-13 | 3M Innovative Properties Company | Fluorinated electret |
US6406657B1 (en) * | 1999-10-08 | 2002-06-18 | 3M Innovative Properties Company | Method and apparatus for making a fibrous electret web using a wetting liquid and an aqueous polar liquid |
US6454986B1 (en) | 1999-10-08 | 2002-09-24 | 3M Innovative Properties Company | Method of making a fibrous electret web using a nonaqueous polar liquid |
US6375886B1 (en) * | 1999-10-08 | 2002-04-23 | 3M Innovative Properties Company | Method and apparatus for making a nonwoven fibrous electret web from free-fiber and polar liquid |
US6534174B1 (en) | 2000-08-21 | 2003-03-18 | The Procter & Gamble Company | Surface bonded entangled fibrous web and method of making and using |
US6673158B1 (en) | 2000-08-21 | 2004-01-06 | The Procter & Gamble Company | Entangled fibrous web of eccentric bicomponent fibers and method of using |
US6899931B2 (en) | 2001-09-07 | 2005-05-31 | S. C. Johnson Home Storage, Inc. | Film material |
US6846449B2 (en) | 2001-09-07 | 2005-01-25 | S. C. Johnson Home Storage, Inc. | Method of producing an electrically charged film |
WO2003105305A2 (en) * | 2002-06-07 | 2003-12-18 | California Institute Of Technology | Method and resulting device for fabricating electret materials on bulk substrates |
EP1512216A2 (de) * | 2002-06-07 | 2005-03-09 | California Institute Of Technology | Elektretgeneratorvorrichtung und verfahren |
US10672564B2 (en) | 2018-09-23 | 2020-06-02 | Kirk W. Rosener | Electret energy storage system |
Family Cites Families (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB1225871A (de) * | 1968-01-29 | 1971-03-24 | ||
US3632443A (en) * | 1968-04-27 | 1972-01-04 | Sony Corp | Method of making polypropylene electrets |
JPS5019183B1 (de) * | 1970-03-10 | 1975-07-04 | ||
CA1068445A (en) * | 1976-11-22 | 1979-12-18 | Uniroyal Ltd. | Stable electrets of styrene-type polymers |
-
1978
- 1978-08-10 CA CA309,053A patent/CA1107950A/en not_active Expired
- 1978-10-30 US US05/955,822 patent/US4288584A/en not_active Expired - Lifetime
-
1979
- 1979-08-03 GB GB7927069A patent/GB2027730B/en not_active Expired
- 1979-08-09 DE DE19792932417 patent/DE2932417A1/de not_active Withdrawn
- 1979-08-09 FR FR7920375A patent/FR2433231A1/fr active Granted
- 1979-08-10 JP JP10214479A patent/JPS5526700A/ja active Pending
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
FR2433231A1 (fr) | 1980-03-07 |
US4288584A (en) | 1981-09-08 |
FR2433231B1 (de) | 1983-02-11 |
GB2027730B (en) | 1982-08-04 |
GB2027730A (en) | 1980-02-27 |
JPS5526700A (en) | 1980-02-26 |
CA1107950A (en) | 1981-09-01 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE2932417A1 (de) | Elektret aus einem verzweigten alpha -olefin-polymer | |
DE112012000507B4 (de) | Polypropylenfilm für einen Kondensator | |
DE3033162C2 (de) | Polymerelektret und Verfahren zu seiner Herstellung | |
EP0610815A2 (de) | Folie aus Cycloolefincopolymeren | |
EP0844077A2 (de) | Biaxial orientierte Folie aus cycloolefinischen Polymeren, Verfahren zu ihrer Herstellung und ihre Verwendung | |
DE1961504A1 (de) | Elektret und Verfahren zu seiner Herstellung | |
EP0988329B1 (de) | Elektrete | |
DE3039561A1 (de) | Elektret und verfahren zu dessen herstellung sowie verwendung desselben | |
DE2044877A1 (de) | Ferrodielektnkum mit verbesserter Stabilität und Verfahren zu dessen Herstellung | |
EP0769371B1 (de) | Metallisierte Polyolefinfolie | |
DE10222348A1 (de) | Biaxial orientierte, hydrolysebeständige Folie aus einem Thermoplast mit einem Hydrolysestabilisator, Verfahren zu ihrer Herstellung, ihre Verwendung sowie aus der Folie hergestellte Kondensatoren | |
DE4225962A1 (de) | Schichtelement und Verfahren seiner Herstellung | |
DE2911856C3 (de) | Verfahren zur Erhöhung der Durchschlagsfestigkeit an einem Film aus Polyvinylidenfluorid | |
EP0246500B1 (de) | Schichtelemente, Verfahren zu ihrer Herstellung sowie ihre Verwendung | |
DE2205875A1 (de) | Pyroelektnsches Element | |
DE2743016A1 (de) | Verfahren zur stabilisierung von piezoelektrischen harzelementen | |
EP0000386B1 (de) | Biaxial gestreckte Polyesterfolie. | |
DE2752110A1 (de) | Stabile elektrete aus polymeren vom styroltyp | |
DE2345352A1 (de) | Piezoelektrisch wirksame folie und verfahren zu deren herstellung | |
DE3305401A1 (de) | Verfahren zur herstellung von elektrisch leitfaehigen kunststoffen | |
DE2350913A1 (de) | Elektrisches isoliermaterial | |
DE2834374A1 (de) | Verfahren zur erzeugung eines photoleitfaehigen polyimid-ueberzuges auf einem substrat | |
EP0578082A2 (de) | Homogenes polymeres Ammoniumsalz und seine Verwendung | |
DE1961504C (de) | Elektret und Verfahren zu seiner Herstellung | |
EP4310011A1 (de) | Verwendung einer polymerfolie zum verpacken eines behälters |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
8139 | Disposal/non-payment of the annual fee |