Бобрицкая Е.И., Кастро Р.А., Темнов Д.Э.

НИИ физики Российского государственного
педагогического университета им. А.И. Герцена, Санкт-Петербург, Россия

Проводимость и диэлектрические свойства
пленок хитозана

Методом диэлектрической спектроскопии исследовались диэлектрические свойства пленок хитозана в температурном интервале -50° ¸150°С. Обнаружено два релаксационных процесса, один из которых может быть связан с активацией проводимости данного материла.

Хитозан (аминополисахарид 2-амино-2-дезокси-b(1-4)-D-глюкан, высокомолекулярный полимер глюкозамина, растворимый в разбавленных органических и неорганических кислотах) имеет широкие возможности для применения в различных областях промышленности, сельском хозяйстве и медицине [1]. Важным направлением использования пленок и волокон хитозана является использование в качестве биосовместимой, биоразлагаемой матрицы для выращивания биологических тканей и нервов, диэлектрические свойства которой имеют большое значение как для процесса изготовления полимерной основы, так и для дальнейшего использования.

В настоящей работе исследовались пленки хитозана со степенью деацетилирования @ 95% толщиной 60-80 мкм.

Диэлектрические свойства пленок хитозана исследовались на анализаторе импеданса высокого разрешения ALPHA-ANB фирмы Novocontrol Technologies GmbH (диапазон частот – 3*10^-6 – 20*10⁶ Гц) с измерительной ячейкой ZGS в диапазоне температур (-60)ºС -150ºС и диапазоне частот (10²-10⁶ )Гц. На рис. 1 представлена температурная зависимость диэлектрических потерь в исследуемом образце. В температурном интервале -50°С ¸ 160°С наблюдается два релаксационных процесса: широкий a -пик в области 120°С и b - пик в области 20°С.

Рис. 1 Температурная зависимость диэлектрических потерь в пленках хитозана, полученная на частоте f = 1 КГц

Рис. 2 Частотные зависимости диэлектрических потерь в пленках хитозана в области температур -50°С ¸ 70°С с шагом 10°

Температурная зависимость b - релаксации представлена на рис. 3. Рассчитанная по этим данным энергия активации b- процесса составляет 0,92±0,03 эВ.

Рис. 3 Температурная зависимость b - релаксации в координатах Аррениуса.

Рис. 4 Температурная зависимость проводимости пленок хитозана, полученная по результатам диэлектрической релаксации на частоте 1 КГц

a - процесс, наблюдающийся в области более высоких температур, может быть связан с активацией проводимости хитозана. На рис. 4 представлена зависимость проводимости от температуры пленок хитозана, полученная на частоте 1 КГц. Энергия активации проводимости в высокотемпературной области составляет 1,30±0,03 эВ.

Таким образом, в температурном интервале -50 ¸ 150°С для пленок хитозана обнаружено два релаксационных процесса, один из которых может быть связан с активацией проводимости данного материала (a - процесс).