Relaxation diélectrique de solutions aqueuses d'éthylène glycol aux micro-ondes

Dielectric relaxation of ethylene glycol-water solutions in microwave range

¹ Laboratoire de Physique des Interactions Ondes Matière, UMR 5501, École Nationale Supérieure de Chimie de Bordeaux, Avenue Pey Berland, BP. 108, 33402 Pessac, France
² Universidad de Zaragoza, Departamento de Fisica Aplicada, 50009 Zaragoza, Spain
³ Département de Physique, Faculté des Sciences, BP. 4010, Meknès, Maroc

Résumé

Les auteurs présentent des séries de résultats de mesures en hyperfréquences concernant les permittivités diélectriques de l'éthylène-glycol et de ses solutions aqueuses à 20 ^○C, pour diverses concentrations, entre 100 MHz et 20 GHz. Ils ont utilisé trois techniques différentes : des mesures précises à trois fréquences fixes parfaitement stabilisées en guides d'ondes 1,20 ; 3,26 et 9,45 GHz par une méthode réflectométrique ; des mesures utilisant l'analyseur de réseau vectoriel HP 8510 B fonctionnant entre 45 MHz et 20 GHz ; et des mesures par réflectométrie en domaine de temps (R.D.T.). Ils montrent que l'analyse de la relaxation peut être représentée par la superposition de deux domaines de dispersion de type “Debye" pour l'éthylène glycol et ses solutions aqueuses. Par décomposition spectrales, ils déduisent la permittivité statique, les temps de relaxation et la permittivité à fréquence infinie à 20 ^○C? Ils proposent que ces mélanges soient de type associé-associé suivant le concept de Schallamach, qui montre que pour des mélanges de ce type, il existe des relaxations d'agrégats contenant les deux types de molécules plutôt que des relaxations de molécules individuelles. 


Abstract

The study of dielectric properties of aqueous solutions of ethylene glycol in the frequency range 10 MHz - 20 GHz is reported as a function of water concentration at 20 ^○C. Some complex permittivity measurements were carried out using a precise reflectrometric method at 1.20, 3.26 and 9.45 GHz and some others using HP 8510 B network analyser from 45 MHz to 20 GHz and measurements by time domain reflectometry (T.D.R.). The dielectric relaxation analysis shows two domains of “Debye" dispersion for pure ethylene glycol and his aqueous solutions. Using a spectral decomposition, the static and high frequency dielectric constant and the relaxation time have been determined. The dielectric behaviour is interpreted by using the concept of Schallamach, concerning the mixtures of associated-associated liquids.