Διηλεκτρική Φασματοσκοπεία γ-Κυκλοδεξτρίνης και Πολυμερούς CM-γ-CD

Abstract

Θέμα της εργασίας αυτής είναι η διηλεκτρική φασματοσκοπία της γ-κυκλοδεξτρίνης και του πολυμερούς αυτής CM-γ-CD (CarboxyMethyl-γ-Cyclodextrin polymer). Διερευνήθηκαν προς τούτο οι διηλεκτρικές ιδιότητες, δηλαδή το πραγματικό και το φανταστικό μέρος της διηλεκτρικής σταθεράς συναρτήσει της θερμοκρασίας από 120 Κ μέχρι 310 Κ, και συναρτήσει της συχνότητες εφαρμογής ηλεκτρικού πεδίου στη περιοχή 100 Hz μέχρι 100 kHz. Στην ίδια περιοχή θερμοκρασιών και συχνοτήτων διερευνήθηκαν επίσης τα διαγράμματα Cole-Cole και η ολίσθηση φάσεως του διερχομένου ρεύματος. Η γ-CD παρουσιάζει μετάπτωση τάξεως αταξίας στη θερμοκρασία 200 Κ. Η μετάπτωση γίνεται στη περιοχή θερμοκρασιών 150-250 Κ. Συνεπώς η γ-CD περιλαμβάνει δεσμούς υδρογόνου τύπου flip-flop οι οποίοι μεταπίπτουν σε κανονικούς δεσμούς υδρογόνου σε θερμοκρασίες μικρότερες των 200 Κ. Αντιστρόφως το πολυμερές CM-γ-CD δεν παρουσιάζει καμία μετάπτωση σε όλο το εύρος θερμοκρασιών 120-320 Κ που διερευνήθηκε. Οι τιμές του ε΄΄ του πολυμερούς αυξάνονται αλματωδώς σε θερμοκρασίες μεγαλύτερες των 240 Κ λόγω της πρωτονιακής αγωγιμότητας η οποία απουσιάζει τελείως στη περίπτωση της γ-CD. Αυτό διαπιστώνεται ευδιάκριτα και από τα διαγράμματα cole-cole και τα διαγράμματα ε΄ , ε΄΄ συναρτήσει της συχνότητας.

In the present work the dielectric properties of γ-cyclodextrin and CarboxyMethyl-γ-Cyclodextrin polymer were investigated i.e. the real and imaginary parts of dielectric constant versus temperature in the range 120-310 K and versus frequency of the applied electrical field in the range 100Hz-100kHz. In the same range of temperatures and frequencies also the Cole-Cole plots and the phase shift were investigated. The γ-CD presents an order-disorder transition at 200 K which covers the range 150-250 K. That means that γ-CD includes hydrogen bonds of flip-flop type which are transformed in normal hydrogen bonds type at temperatures smaller than 200 K. Conversely the polymer CM-γ-CD shows no transition at all temperature range 120-320 K investigated. The rapidly increased values of imaginary part ε΄΄ at temperatures above 240 K due to the proton conductivity which is totally absent in the case of γ-CD. The same results can be seen clearly from the Cole-Cole plots and the graphs of ε΄, ε΄΄ versus frequency.