Электрофизические свойства облученных тяжелыми ионами пленок поливинилиденфторида и трековых мембран на их основе
РГПУ им. А. И. Герцена , совместные научные проекты в партнерстве с научными организациями, 87-ВГ
Волгина Е.А.
1, Кирилкин Н.С.
2, Нечаев А.Н.
2, Сотова Ю.И.
3, Темнов Д.Э.
11Российский государственный педагогический университет им. А.И. Герцена, Санкт-Петербург, Россия
2Объединенный институт ядерных исследований, Дубна, Московская обл., Россия
3Военно-космическая академия имени А.Ф. Можайского, Санкт-Петербург, Россия
Email: volgina.elena.1999@mail.ru, nechaeffalexander@yandex.ru, juliasotova1992@mail.ru, detem@yandex.ru
Поступила в редакцию: 6 ноября 2025 г.
В окончательной редакции: 25 ноября 2025 г.
Принята к печати: 1 декабря 2025 г.
Выставление онлайн: 30 января 2026 г.
В работе исследованы релаксационные и пьезоэлектрические свойства пленок поливинилиденфторида (ПВДФ), модифицированных облучением тяжелыми ионами Ne, Xe и Bi и подвергнутых последующему химическому травлению. Установлено, что облучение ионами различной массы приводит к изменению интенсивности и температурного положения релаксационных пиков, что свидетельствует о влиянии ионного воздействия на сегментальную подвижность макромолекул. После химического травления обнаружен дополнительный релаксационный процесс в области около -10 oС, связанный с формированием нового типа релаксаторов. Показано, что воздействие пучка тяжелых ионов вызывает появление пьезоэлектрического отклика, величина которого возрастает с увеличением заряда и флюенса налетающих ионов. Дополнительная поляризация в поле отрицательного коронного разряда способствует усилению пьезоэлектрического отклика, тогда как химическое травление приводит к снижению значений модуля d33. Полученные результаты демонстрируют существенное влияние параметров ионного облучения и последующей химической обработки на релаксационные и функциональные свойства пленок ПВДФ. Ключевые слова: поливинилиденфторид, трековые мембраны, ионное облучение, химическое травление, термостимулированный ток деполяризации, пьезоэлектрический модуль d33.
- P. Martins, A.C. Lopes, S. Lanceros-Mendez. Prog. Polym. Sci. 39, 4, 683 (2014)
- L. Ruan, X. Yao, Y. Chang, L. Zhou, G. Qin, X. Zhang. Polymers 10, 3, 228 (2018)
- G. Kang, Y. Cao. J. Membr. Sci. 463, 145 (2014)
- C. Ribeiro, V. Sencadas, D.M. Correia, S. Lanceros-Mendez. Colloids Surf., B 136, 46 (2015)
- R. Dallaev, T. Pisarenko, D. Sobola, N. Orudzhev, S. Ramazanov, T. Trvcka. Polymers 14, 22, 4793 (2022)
- A.J. Lovinger, D.D. Davis, R.E. Cais, J.M. Kometani. Polymer 28, 4, 617 (1987)
- J. Scheinbeim, C. Nakafuku, B.A. Newman, K.D. Pae. J. Appl. Phys. 50, 7, 4399 (1979)
- V.K. Tiwari, D.K. Avasthi, P. Maiti. ACS Appl. Mater. Interfaces 3, 5, 1398 (2011)
- R.L. Fleischer, P.B. Price, R.M. Walker. Nuclear Tracks in Solids: Principles and Applications. University of California Press, Berkeley (1975). 605 с
- A. Fina, C. Belin, D. Lesueur, G. Mavel. Nucl. Instrum. Methods Phys. Res., Sect. B, 42, 1, 69 (1989)
- K. Makuuchi, M. Asano, T. Abe. J. Polym. Sci., Polym. Chem. Ed., 14, 3, 617 (1976)
- L. Torrisi, G. Foti, Radiat. Eff. Defects Solids, 133, 4, 247 (1995)
- E. Adem. Radiat. Phys. Chem., 54, 6, 637 (1999)
- A. Le Boue dec, N. Betz, S. Esnouf, A. Le Moe l. Nucl. Instrum. Methods Phys. Res., Sect. B, 151, 1-4, 89 (1999)
- P.Y. Apel, D. Fink, in: D. Fink (Ed.), Transport Processes in Ion Irradiated Polymers, Springer, Berlin, c. 147-202 (2004)
- Y. Abe, M. Kakizaki, T. Hideshima. Ferroelectrics 57, 1, 9 (1984)
- K. Nakagawa, Y. Ishida. J. Polym. Sci., Polym. Phys. Ed. 11, 8, 1503 (1973)
- E. Volgina, U. Pinaeva, D. Temnov, O. Ivanov, S. Mitrofanov, A. Nechaev. Radiat. Phys. Chem. 230, 112593 (2025)
- A.H. Booth. Can. J. Chem. 32, 2, 214 (1954)
- S.Z.D. Cheng (Ed.). Handbook of thermal analysis and calorimetry: applications to polymers and plastics. Elsevier, Amsterdam (2002). 714 с
- E. Volgina, D. Temnov, N. Kirilkin, A. Nechaev, A. Rossouw. Radiat. Phys. Chem. 113, 413 (2025)