Conductividad de Corriente Alterna y Relajación Dieléctrica del Cinnamato de Polivinilo

Abstract

Se llevaron a cabo medidas dieléctricas dinámicas en muestras de cinnamato de polivinilo (PVCi) de 0,02 mm de espesor, en un rango de frecuencias entre 12 Hz y 105 Hz a temperaturas entre ambiente y 333K. La respuesta dieléctrica se obtuvo mediante la técnica de espectroscopia dieléctrica en el dominio de la frecuencia. Los resultados fueron analizados en el marco del formalismo de la función dieléctrica, , y del módulo eléctrico . El espectro tanto de la constante dieléctrica como el de las pérdidas mostraron una marcada dispersión decreciendo en forma inversamente proporcional a la frecuencia. Estos valores representados en un gráfico de arco indicó la existencia de una distribución de tiempos de relajación con la presencia de una conductividad eléctrica, lo cual fue corroborado en el espectro de la parte imaginaria del módulo eléctrico . Este espectro mostró la presencia de picos de relajación desplazada hacia la región de baja frecuencia al decrecer la temperatura. El comportamiento de la frecuencia correspondiente a cada pico con la temperatura manifestó ser consistente con un proceso activado con una energía de activación del orden de 0,65 eV. La parte real de la conductividad en términos de la frecuencia resultó en una forma creciente siguiendo la ley potencial consistente con la ley potencial de Jonscher con una tendencia a alcanzar un valor estable a bajas frecuencias. Este valor estable se identificó con la conductividad de corriente directa cuyo valor se estima a partir de la representación gráfica de la data de la conductividad eléctrica compleja en el plano complejo, en el orden de 6,93×10-9 S/m a temperatura ambiente. Representaciones de este tipo para diferentes temperaturas indicaron que la conductividad de corriente directa aumentó con la temperatura siguiendo un proceso activado con una energía de activación del orden de 0,62 eV, el cual está en concordancia con la energía de activación obtenida a través de la frecuencia de relajación. Esta coincidencia es de esperarse por cuanto en el formalismo del módulo eléctrico, el comportamiento de la frecuencia de relajación con la temperatura es idéntico al de la conductividad de corriente directa. Estos resultados preliminares permitieron establecer que el comportamiento potencial con la frecuencia de la parte real de la conductividad no es exclusivo solo para identificar el mecanismo de conducción por hopping, sino también una relajación caracterizada por una distribución de tiempos de relajación puede dar lugar a un comportamiento similar de la parte real de la conductividad.