Полимерные короноэлектреты: традиционные и новые технологии и области применения

Интересно, что электретные фильтры эффективны не только для очистки воздуха и различных газов от твердых частиц (пыли). Известны примеры использования электретных фильтров воздуха от жидких аэрозольных включений и жидких сред от механических примесей, биозагрязнений и т.п.

В последнее время появились данные об использовании электретных композитов в узлах машин для решения проблем защиты металлов от коррозии, повышения герметичности соединений и улучшения триботехнических характеристик узлов трения.

Установлено, что термоэлектретные покрытия, у которых с подложкой контактирует поверхность, имеющая отрицательный заряд, отслаиваются медленнее, а «разблогара-живание» (отслаивание, сопровождающееся смещением электродного потенциала металла в область отрицательных значений) металла подложки у них значительно меньше, чем у неэлектретных покрытий.

Использование электретных материалов в узлах трения позволяет регулировать процессы, сопровождающие трение и имеющие электрическую природу: накопление зарядов, электродные реакции, прохождение тока и т. д. Установлено, что, поддерживая заданный оптимальный потенциал, можно управлять трением и изнашиванием металлов в металлополимерных узлах. Примеров эффективного использования поляризационного состояния полимера для снижения коррозионно-механического износа деталей узла трения является опора скольжения, содержащая вал и металлополимерный вкладыш в виде трех коаксиальных втулок. При поляризации полимерного элемента вкладыша, вызывающейсмещение электродного потенциала вала в область пассивного состояния, наблюдается резкое (в 5 - 6 раз) снижение коррозионно-механического износа вала.

Электретные элементы уплотнений являются компактным и технологически простым средством регулирования параметров герметизации. Широкое распространение в машиностроении получила герметизация соединений деталей машин с помощью полимерных покрытий. Они используются как самостоятельный герметизирующий элемент или как средство повышения герметичности контактных уплотнений. Напряжения сдвига, возникающие при монтаже соединений, способствуют перераспределению полимерного материала в микрозазорах, обеспечивая высокую степень герметичности и жесткость. К примеру, разработан способ резьбового соединения стальных деталей путем поляризации слоя полимерного материала в процессе монтажа уплотнительного узла.

Полимерные покрытия и прослойки помимо своего основного назначения по обеспечению герметичности соединения могут выполнять дополнительную функцию по контролю контактного давления. При этом функции элементов тензодатчика - чувствительного элемента и электродов - выполняют детали самого герметизируемого соединения: уп-лотнительные прокладки (или покрытия) и металлические детали сопряжения. Во многих случаях для такого совмещения функций не требуется никакого изменения конструкции соединения.

Помимо вышеупомянутых традиционных областей применения, электретный эффект нашел неожиданное применение в медицине. Речь идет, прежде всего, об электретных имплантантах, стимулирующих рост и восстановление костной ткани, применение которых имеет почти 20-летнюю историю. Долгое время считалось, что электретов, в отличие от ферромагнетиков, в природе не существует. Однако оказалось, что многие ткани живого организма находятся в электретном состоянии, т.е. являются биоэлектретами. Потенциал, создаваемый биоэлектретами, называют Z-потенциалом. Внутренние стенки кровеносных сосудов, лейкоциты, эритроциты и другие элементы крови обладают отрицательным зарядом; в связи с этим существует предположение, что именно благодаря наличию заряда кровь легко проходит по тончайшим капиллярам, несмотря на ее высокий молекулярный вес.