AC and DC conductivity correlation: The coefficient of Barton--Nakajima--Namikawa relation

It has been some time since an empirical relation, which correlates DC with AC conductivity and contains a loosely defined coefficient thought to be of order one, was introduced by Barton, Nakajima and Namikawa. In this work, we derived this relation assuming that the conductive response consists of a superposition of DC conductivity and an AC conductivity term which materialized through a Havriliak--Negami dielectric function. The coefficient was found to depend on the Havriliak--Negami shape parameters as well as on the ratio of two characteristic time scales of ions motion which are related to ionic polarization mechanism and the onset of AC conductivity. The results are discussed in relation to other relevant publications and they also applied to a polymeric material. Both, theoretical predictions and experimental evaluations of the BNN coefficient are in an excellent agreement, while this coefficient shows a gradual reduction as the temperature increases.Comment: 15 pages plain latex2e, 5 eps figures (new figures added). In this revised version the manuscript has been rewritten extensively due to motivational comments and suggestions made by the referee. Accepted for publication by the Journal of Non--Crystalline Solid

MOLECULAR MOBILITY AND MICROPHASE SEPARATION IN POLYURETHANE SYSTEMS: STUDY WITH DIELECTRIC RELAXATION SPECTROSCOPY TECHNIQUES

THE PRESENT PHD THESIS DEALS WITH THE INVESTIGATION OF THE MOLECULAR MOBILITY MECHANISMS AND THE DEGREE OF PHASE SEPARATION IN MULTICOMPONENT SEGMENTED POLYURETHANE SYSTEMS. OUR MAIN INTEREST WAS FOCUSED ON APPLYING DIELECTRIC RELAXATION SPECTROSCOPY METHODS IN A WIDE FREQUENCY AND TEMPERATURE RANGE (BY MEANS OF THERMALLY STIMULATED DEPOLARIZATION CURRENTS AND AC SPECTROSCOPY), IN ADDITION WITH DIFFERENTIAL SCANNING CALORIMETRY AND EQUILIBRIUM AND DYNAMIC WATER SORPTION ISOTHERM MEASUREMENTS, IN ORDER TO STUDY THE MOLECULAR MOBILITY, MICROPHASE SEPARATION, STRUCTURE - PROPERTIES RELATIONSHIP AND THE EFFECTS OF SORBED WATER ON MOLECULAR MOBILITY OF THE MATERIALS UNDER INVESTIGATION. THE MAIN RESULTS OF THE PRESENT WORK CAN BE SUMMARIZED AS FOLLOWS. THE MAGNITUDE INTENSITY OF THE MAXWELL - WAGNER - SILLARS INTERFACIAL POLARIZATION TSDC PEAK IS AMEASURE OF THE DEGREE OF PHASE SEPARATION IN SEGMENTED POLYURETHANE SYSTEMS.THE INVESTIGATION OF THE CONDUCTIVITY MECHANISMS REVEALS THE CORRELATION BETWEEN THE CHARGE CARRIER TRANSPORT MECHANISMS AND THE COOPERATIVE MOTIONS OF POLYMER CHAIN SEGMENTS. THE POLYURETHANES ARE FRAGILE SYSTEMS. THE KINETIC FACTOR COULD CONTROL THE MICROPHASE SEPARATION IN SEGMENTED POLYURETHANES. IN POLYURETHANE - COPOLYMER BLENDS, AS WELL AS IN IPNS POLYURETHANE FORMS THE CONTINUOUS PHASE IN WIDE RANGES OF COMPOSITION.ΣΤΗΝ ΠΑΡΟΥΣΑ ΔΙΑΤΡΙΒΗ ΕΞΕΤΑΖΟΝΤΑΙ ΟΙ ΜΗΧΑΝΙΣΜΟΙ ΜΟΡΙΑΚΗΣ ΚΙΝΗΤΙΚΟΤΗΤΑΣ, Ο ΔΙΑΧΩΡΙΣΜΟΣ ΜΙΚΡΟΦΑΣΕΩΝ, ΟΙ ΣΧΕΣΕΙΣ ΔΟΜΗΣ - ΙΔΙΟΤΗΤΩΝ ΚΑΙ Η ΕΠΙΔΡΑΣΗ ΤΟΥ ΠΡΟΣΡΟΦΗΜΕΝΟΥ ΝΕΡΟΥ ΣΤΗΝ ΜΟΡΙΑΚΗ ΚΙΝΗΤΙΚΟΤΗΤΑ ΣΕ ΠΟΛΥΣΥΝΘΕΤΑ ΠΟΛΥΜΕΡΙΚΑ ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ ΠΟΛΥΟΥΡΕΘΑΝΩΝ ΜΕ ΧΡΗΣΗ ΚΥΡΙΩΣ ΜΕΘΟΔΩΝ ΔΙΗΛΕΚΤΡΙΚΗΣ ΦΑΣΜΑΤΟΣΚΟΠΙΑΣ (ΦΑΣΜΑΤΟΣΚΟΠΙΑ ΕΝΑΛΛΑΣΣΟΜΕΝΟΥ ΠΕΔΙΟΥ ΚΑΙ ΘΕΡΜΟΡΕΥΜΑΤΑ ΑΠΟΠΟΛΩΣΗΣ) ΟΠΩΣ ΕΠΙΣΗΣ ΚΑΙ ΜΕΘΟΔΟΙ ΔΙΑΦΟΡΙΚΗΣ ΘΕΡΜΙΔΟΜΕΤΡΙΑΣ ΣΑΡΩΣΗΣ ΚΑΙ ΡΟΦΗΣΗΣ ΝΕΡΟΥ (ΔΥΝΑΜΙΚΕΣ ΚΑΙ ΣΕ ΙΣΟΡΡΟΠΙΑ).ΤΑ ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑΤΑ ΤΗΣ ΔΙΑΤΡΙΒΗΣ ΣΥΝΟΨΙΖΟΝΤΑΙ ΩΣ ΕΞΗΣ. Η ΕΚΤΑΣΗ ΤΗΣ ΚΟΡΥΦΗΣ ΤΟΥ ΜΗΧΑΝΙΣΜΟΥ ΔΙΕΠΙΦΑΝΕΙΑΚΗΣ ΠΟΛΩΣΗΣ (MAXWELL - WAGNER - SILLARS) ΣΤΟ ΦΑΣΜΑ ΤΩΝ ΘΕΡΜΟΡΕΥΜΑΤΩΝ ΑΠΟΠΟΛΩΣΗΣ ΑΠΟΤΕΛΕΙ ΚΡΙΤΗΡΙΟ ΤΟΥ ΒΑΘΜΟΥ ΔΙΑΧΩΡΙΣΜΟΥ ΦΑΣΕΩΝ ΣΕ ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ ΠΟΛΥΟΥΡΕΘΑΝΩΝ. Η ΜΕΛΕΤΗ ΤΩΝ ΜΗΧΑΝΙΣΜΩΝ ΑΓΩΓΙΜΟΤΗΤΑΣ ΑΝΕΔΕΙΞΕ ΤΗ ΣΥΣΧΕΤΙΣΗ ΤΩΝ ΜΗΧΑΝΙΣΜΩΝ ΚΙΝΗΣΗΣ ΦΟΡΤΙΩΝ ΣΤΟ ΥΛΙΚΟ ΜΕ ΤΙΣ ΣΥΝΕΡΓΑΣΙΑΚΕΣ ΚΙΝΗΣΕΙΣ ΜΕΓΑΛΩΝ ΤΜΗΜΑΤΩΝ ΤΩΝ ΜΑΚΡΟΑΛΥΣΙΔΩΝ (ΜΗΧΑΝΙΣΜΟΣ Α). ΕΓΙΝΕ ΥΠΟΛΟΓΙΣΜΟΣ ΤΗΣ ΠΑΡΑΜΕΤΡΟΥ ΕΥΘΡΑΥΣΤΟΤΗΤΑΣ ΑΠΟ ΤΟΝ ΜΗΧΑΝΙΣΜΟ ΑΓΩΓΙΜΟΤΗΤΑΣ, ΟΙ ΠΟΛΥΟΥΡΕΘΑΝΕΣ ΚΑΤΑΤΑΧΘΗΚΑΝ ΣΤΑ ΕΥΘΡΑΥΣΤΑ ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ. Ο ΚΙΝΗΤΙΚΟΣ ΠΑΡΑΓΟΝΤΑΣ ΠΑΙΖΕΙ ΣΗΜΑΝΤΙΚΟ ΡΟΛΟ ΣΤΟ ΔΙΑΧΩΡΙΣΜΟ ΜΙΚΡΟΦΑΣΕΩΝ ΣΤΙΣ ΠΟΛΥΟΥΡΕΘΑΝΕΣ. ΣΤΑ ΚΡΑΜΑΤΑ ΠΟΛΥΟΥΡΕΘΑΝΗΣ - ΣΥΜΠΟΛΥΜΕΡΟΥΣ ΚΑΙ ΣΤΑ IPNS Η ΠΟΛΥΟΥΡΕΘΑΝΗ ΣΧΗΜΑΤΙΖΕΙ ΤΗ ΣΥΝΕΧΗ ΦΑΣΗ ΣΕ ΕΥΡΕΙΑ ΠΕΡΙΟΧΗ ΣΥΣΤΑΣΕΩ

Nanostructure and molecular dynamics in rodlike polyimide/flexible-chain polyimide molecular composites

International audienc