Skip to main content
SpringerLink
Log in

Dielektrische Eigenschaften des Sorptionswassers in hochpolymeren Isolierstoffen

  • Originalarbeiten
  • Published:
Kolloid-Zeitschrift Aims and scope Submit manuscript

Zusammenfassung

Das thermodynamische Zustandbild von Kunststoff-Wasser-Systemen wurde an Hand einiger typischer Beispiele durch dielektrische Untersuchungen ergänzt. Unter Zugrundelegung der Onsagerschen Theorie des Dielektrikums wurde der Zuwachs der Dielektrizitätskonstanten für nichtpolare und polare Kunststoffe bei Wasseraufnahme berechnet. Bei den Messungen wurden auf die Kunststoff-Filme aufgedampfte metallische, wasserdurchlässige Belege als Elektroden verwendet. Die Versuchsergebnisse bestätigen die theoretischen Voraussetzungen, insbesondere eine im allgemeinen homogene molekulare Verteilung des Wassers im Kunststoff. Bei polaren Stoffen tritt eine zusätzliche DK-Erhöhung, offenbar durch Befreiung polarer Gruppen infolge der Wasseraufnahme, in Erscheinung. Ferner deuten die insbesondere an nichtpolaren Kunststoffen erzielten Untersuchungsergebnisse auf Assoziation der sorbierten Wassermolekeln hin. Die Ergebnisse dienen als Grundlage einer allgemeinen Theorie des nahezu exponentiellen Isolationsabfalles von Isolierstoffen mit dem Wassergehalt.

This is a preview of subscription content, log in via an institution to check access.

Access this article

Log in via an institution

Price excludes VAT (USA)
Tax calculation will be finalised during checkout.

Instant access to the full article PDF.

Institutional subscriptions

Schrifttum

  1. Nernst, W., Gött. Nachr.1893, Nr. 12; Z. Phys.13, 531 (1894); Z. Elektrochem.8, 484 (1902).

  2. Thomson, J. J., Phil. Mag.36, 320 (1893).

    Google Scholar 

  3. Gierer, A. und K. Wirtz, Ann. Phys.6, 257 (1949).

    Google Scholar 

  4. Wicke, E., M. Eigen und Th. Ackermann, Z. phys. Chem. N. F.1, 340 (1954). Eucken, A., Nachr. Akad. Wiss. Göttingen, math.-physik. Kl.1946, 38; vgl. auch N. Riehl, Naturwiss.43, 145 (1956).

    Google Scholar 

  5. Lichtenecker, K., Physik. Z.27, 115 (1926).

    CAS  Google Scholar 

  6. Bruggemann, D. A. G., Ann. Physik (5)24, 636 (1935) sowie Physik. Z.37, 906 (1936).

    Google Scholar 

  7. Onsager, L., J. Amer. Chem. Soc.58, 1486 (1936).

    Article  CAS  Google Scholar 

  8. Kirkwood, J. G., J. chem. Phys.7, 911 (1939).

    Article  CAS  Google Scholar 

  9. Veith, H., Wiss. Veröff. Siemens-Werke, Werkstoffsonderheft 318 (Berlin 1940), sowie Kolloid-Z.98, 52 (1942).

  10. Eine solche Verteilung des Wassers über das gesamte Volumen des Hochpolymeren muß unterschieden werden von einer lediglich an der Oberfläche adsorbierten Wasserschicht. Über Untersuchungen der DK solcher oberflächengebundener Wasserschichten, wie an Ton oder Glimmer, vergleiche die Arbeiten von Cownie, A. und L. S. Palmer, Proc. Phys. Soc. B,65, 295 (1952); Palmer, L. S., Proc. Phys. Soc. B, 674 (1952); Palmer, L. S., A. Cunliffe und J. M. Hough, Nature170, 796 (1952). Danach ist die Orientierungsmöglichkeit der Wassermolekeln in derartigen Oberflächenschichten mitunter stärker herabgesetzt und damit die DK des „gebundenen Wassers“ beträchtlich erniedrigt.

    Article  Google Scholar 

  11. Vergleiche hierzu auch die Arbeiten von Haggis, G. H., J. B. Hasted und T. J. Buchanan, J. Chem. Phys.20, 1452 (1952).

    Article  CAS  Google Scholar 

  12. Zur Theorie der Rotationsbehinderung von polaren Gruppen vgl. den umfassenden Artikel über Dielektrika von Müller, F. H. und Chr. Schmelzer, Erg. exakt. Nat.25, 359–475 (1951). Dort auch weitere Literaturangaben.

    Google Scholar 

  13. Veith, H., Frequenz3, Nr. 6, S. 165 und Nr. 7, S. 216 (1949).

    CAS  Google Scholar 

  14. Daß diese zusätzliche DK-Erhöhung ebenfalls durch Rotationsbefreiung eines etwa vorhandenen schwachen Dipolmomentes [Baker, E. B., R. P. Auty und G. J. Ritenour, J. chem. Phys.21, 159 (1953)] zustandekommt, ist insofern unwahrscheinlich, als eigene, inzwischen durchgeführte Messungen des Temperaturkoeffizienten im mit Feuchtigkeit gesättigtem Zustand (bei konstantem Wassergehalt) ergeben haben, daß dieser stärker negativ wird als im trockenen Zustand, Im Falle einer Befreiung eines schwachen Dipolmomentes dieses Hochpolymeren durch das Sorptionswasser müßte der Temperaturkoeffizient der DK im feuchten Zustand schwächer negativ bzw. positiv werden.

    Article  CAS  Google Scholar 

  15. Die gute Übereinstimmung der theoretischen Kurve mit den Beobachtungen bei kleineren Feuchtigkeitsgehalten, welche durchweg für alle bisher untersuchten Hochpolymeren sich ergeben hat, ist zugleich eine Bestätigung des Dampfwertes des Dipolmomentes von Wasser [Groves und Sugden, J. Chem. Soc.1935, 971], welches dem obigen theoretischen Ergebnis zugrunde liegt [vgl. auch Müller, F. H., Phys. Z.35, 1009 (1934)].

Download references

Author information

Authors and Affiliations

  1. Wernerwerk für Bauelemente der Siemens & Halske AG., München

    H. Veith

Authors
  1. H. Veith
    View author publications

    You can also search for this author in PubMed Google Scholar

Additional information

Vorgetragen auf der Arbeitssitzung des Fachausschusses „Physik der Hochpolymeren“ im Verband der Deutschen Physikalischen Gesellschaften zur Physikertagung München am 7. September 1956.

Rights and permissions

Reprints and permissions

About this article

Cite this article

Veith, H. Dielektrische Eigenschaften des Sorptionswassers in hochpolymeren Isolierstoffen. Kolloid-Zeitschrift 152, 36–41 (1957). https://doi.org/10.1007/BF01533998

Download citation

  • Received:

  • Issue Date:

  • DOI: https://doi.org/10.1007/BF01533998

Search

Navigation