Published February 1, 2010 | Version v1
Publication Open

Improved Dielectric Model for Polyvinyl Alcohol-Water Hydrogel at Microwave Frequencies

Creators

  • 1. University of Technology Malaysia

Description

Problem statement: The study described rigorous dielectric modeling for Polyvinyl Alcohol (PVA)-water hydrogel mixture at microwave frequencies.Approach: A commercial openended coaxial sensor was used to measure the dielectric constant, loss factor and ionic conductivity, σ of PVA-water hydrogel mixture ranging concentration of 80-100% water content.Results: The sensor was operating between 0.13 and 20 GHz at and above of room temperature (25±1)°C.Indirectly, the relaxation time, τ, activation energy, Q and entropy change, ΔS of the hydrogel mixtures are determined based on linear fitting of measured data using Debye and Arrhenius approaches.Conclusion/Recommendations: Two main relaxation processes were found ranging 2-10 and 10-20 GHz, respectively.Dielectric dispersion is suggested to describe by combination of Cole-Davidson (CD) and Debye (Dy) processes.The results are discussed qualitatively based on bound states of water in hydrogel mixtures.

⚠️ This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%

Translated Description (Arabic)

بيان المشكلة: وصفت الدراسة النمذجة العازلة الصارمة لخليط الهيدروجيل المائي من البولي فينيل الكحول (PVA) عند ترددات الموجات الدقيقة .النهج: تم استخدام مستشعر محوري تجاري مفتوح النهاية لقياس ثابت العزل الكهربائي وعامل الفقد والموصلية الأيونية، σ لخليط الهيدروجيل المائي من PVA تركيز يتراوح بين 80-100 ٪ من محتوى الماء .النتائج: كان المستشعر يعمل بين 0.13 و 20 جيجاهرتز عند درجة حرارة الغرفة وما فوقها (25±1)درجة مئوية. بشكل غير مباشر، وقت الاسترخاء، τ، طاقة التنشيط، Q وتغير الإنتروبيا، يتم تحديد ΔS لمخاليط الهيدروجيل بناءً على التركيب الخطي للبيانات المقاسة باستخدام Debye و Arrhenius approaches.Conclusion/Recommendations: تم العثور على عمليتي استرخاء رئيسيتين تتراوحان بين 2-10 و 10-20 جيجاهرتز، على التوالي .يقترح التشت المشتت الكهربائي لوصف مزيج من عمليات Cole - Davidson (CD) و Debye (Dy). تتم مناقشة النتائج النوعية بناءً على حالات مرتبطة بالماء في خلائط الهيدروجيل.

Translated Description (French)

Énoncé du problème : L'étude décrit une modélisation diélectrique rigoureuse pour un mélange d'alcool polyvinylique (PVA) et d'hydrogel d'eau à des fréquences micro-ondes. Approche : Un capteur coaxial commercial ouvert a été utilisé pour mesurer la constante diélectrique, le facteur de perte et la conductivité ionique, σ du mélange d'hydrogel d'eau PVA allant de 80 à 100% de teneur en eau. Résultats : Le capteur fonctionnait entre 0,13 et 20 GHz à et au-dessus de la température ambiante (25±1)°C. Directement, le temps de relaxation, τ, l'énergie d'activation, Q et le changement d'entropie, ΔS des mélanges d'hydrogel sont déterminés en fonction de l'ajustement linéaire des données mesurées en utilisant Debye et Arrhenius approaches.Conclusion/Recommendations : Deux principaux processus de relaxation ont été trouvés allant de 2-10 et 10-20 GHz, respectivement. La dispersion électrique est suggérée pour décrire par combinaison de processus Cole-Davidson (CD) et Debye (Dy). Les résultats sont discutés qualitativement en fonction des états liés de l'eau dans les mélanges d'hydrogel.

Translated Description (Spanish)

Planteamiento del problema: El estudio describió un modelado dieléctrico riguroso para la mezcla de hidrogel de agua y alcohol polivinílico (PVA) a frecuencias de microondas.Enfoque: Se utilizó un sensor coaxial comercial abierto para medir la constante dieléctrica, el factor de pérdida y la conductividad iónica, σ de la mezcla de hidrogel de agua y PVA que varía la concentración de 80-100% de contenido de agua.Resultados: El sensor operaba entre 0,13 y 20 GHz a temperatura ambiente (25±1)°C y por encima .Indirectamente, el tiempo de relajación, τ, la energía de activación, Q y el cambio de entropía, ΔS de las mezclas de hidrogel se determinan en función del ajuste lineal de los datos medidos utilizando Debye y Arrhenius approaches.Conclusion/Recommendations: Se encontraron dos procesos de relajación principales que oscilaban entre 2-10 y 10-20 GHz, respectivamente. Se sugiere que la dispersión dieléctrica se describa mediante la combinación de los procesos de Cole-Davidson (CD) y Debye (Dy). Los resultados se discuten cualitativamente en función de los estados unidos de agua en las mezclas de hidrogel.

Files

ajassp.2010.270.276.pdf.pdf

Files (480.6 kB)

⚠️ Please wait a few minutes before your translated files are ready ⚠️ Note: Some files might be protected thus translations might not work.
Name Size Download all
md5:98933740f2e573e42df6210a09adfef9
480.6 kB
Preview Download

Additional details

Additional titles

Translated title (Arabic)
نموذج عازل محسّن لهيدروجيل ماء كحول بولي فينيل عند ترددات الميكروويف
Translated title (French)
Modèle diélectrique amélioré pour l'hydrogel d'alcool polyvinylique-eau aux fréquences micro-ondes
Translated title (Spanish)
Modelo dieléctrico mejorado para hidrogel de agua con alcohol polivinílico a frecuencias de microondas

Identifiers

Other
https://openalex.org/W2114444338
DOI
10.3844/ajassp.2010.270.276

Is supplement to
https://openalex.org/W4376612443 (Other)
https://openalex.org/W4299280198 (Other)
https://openalex.org/W2609392544 (Other)
https://openalex.org/W2573106493 (Other)
https://openalex.org/W2140698432 (Other)
https://openalex.org/W2049875776 (Other)
https://openalex.org/W2037181364 (Other)
https://openalex.org/W2028263143 (Other)
https://openalex.org/W1599289509 (Other)
https://openalex.org/W1594669706 (Other)

GreSIS Basics Section

Is Global South Knowledge
Yes
Country
Malaysia

References

  • https://openalex.org/W2010092200
  • https://openalex.org/W28518466