聚合物微波干燥效应的基础理论

聚合物微波干燥效应的基础理论

    聚合物的微波加工多利用微波的加热效应，其加热机理是材料在外加电磁场作用下，内部介质的极化产生的极化强度矢量落后于电场一个角度，从而导致与电场相同的电流产生，构成了材料内部的功率耗散，从而将微波能转变成热能。。

    可以看出，在频率和电场强度不变的情况下，热效应决定于介电损耗角。分别为静态介电常数和高频介电常数，是介电常数实部的最大值和最小值。在较高频率下，d和届松弛变化将影响分布值，但不会影响值，Chen M等利用值的变化研究了聚合物材料结构与介电特性的关系。聚合物的值决定于以下几个因素。

    (1)基团偶极距各种基团偶极距极化的顺序为：

     S02>CONH>CN>C=0>C1>C02R>0>C03>C—C

    研究发现丁腈橡胶中一CN基团在玻璃化转变区有诱导主链作用，产生大的偶极松弛，使介电损耗角正切和(￡。一8。。)值增大，所以丁腈橡胶可被微波迅速加热。

    (2)极化基团的摩尔分数研究发现，随丙烯腈含量的增加，丙烯腈一丁二烯共聚物的(8。一8。)值随之增大。

    (3)氢键研究发现，聚合物介电特性主要决定于分子间和分子内的氢键，氢键越强，链移动越困难，(￡。一￡。)值降低。

    (4)化学结构研究发现：PVAC和PET的介电特性不同，前者极性基团一酯基位于侧链，具有更大的可移动性，介电损耗和(8。一8。)值较大；后者极性基团位于主链，移动性差，介电损耗和(s。一￡。)值较／J、。

    (5)空间位阻效应研究发现，在PMMA中，由于d一甲基的空间位阻致使主链僵硬，空间位阻越大，介电损耗角正切和(s。一￡。。)值就越小。此外，空间位阻效应亦影响结晶度和链的移动。

    (6)结晶度研究发现，随结晶度的增加，链移动减小，介电损耗角正切降低，(8n-s。)值减小。

    (7)交联密度研究发现，过氧化二异丙苯交联的丁腈橡胶随交联密度的增加，链移动减小，介电损耗角正切降低，(￡，厂￡。)值减小。

    (8)物理状态研究发现，聚氯乙烯中一Cl极性比聚氯丁烯中所含一Cl高，但在室温下，聚氯丁烯的介电常数比聚氯乙烯高，(￡。一8。)值比聚氯乙烯大。这是因为室温下，聚氯丁烯处于橡胶态，链可自由移动，介电常数决定于链段偶极转向极化，因此介电损耗角正切较大，(s。一￡。)值较高，聚氯乙烯在室温下为玻璃态，链移动受限，介电常数仅取决于基团本身的偶极转向极化，因而介电损耗角正切较小，(￡。一￡。)值较低。