纳米纤维素/氮化硼填充液晶环氧树脂的制备及导热性能研究
发布时间：2021-04-27 09:44
环氧树脂具有良好的介电性能、力学性能、耐化学腐蚀及耐热性能,因而被广泛应用于电气工程领域,但其导热性能较差制约了其应用范围。随着电力系统向高电压、大容量发展,设备单位体积内产生的热量将急剧增加,会导致环氧树脂绝缘发生劣化,这就要求环氧树脂具备较好的导热性和耐热性。本文制备了一种具有良好导热性能的环氧树脂复合材料,并对复合材料的憎水性能、力学特性、导热性能及电气绝缘性能进行了深入的研究,论文的主要内容包括:（1）研究了一种纳米纤维素/氮化硼纳米片（CNF/BNNSs）填充液晶环氧树脂导热复合材料的制备方法。以联苯型液晶环氧树脂为基体,BNNSs为导热填料,采用纤维素纳米纤维在提高BNNSs分散性的同时构建声子传播通道,并探讨了固化温度及纤维素的引入对液晶环氧树脂复合材料微观结构的影响。研究发现,联苯型环氧树脂的液晶性出现在106.8168.3℃之间,当固化温度为120℃和150℃时可以得到各向异性的液晶态环氧树脂,固化温度高于168.3℃时得到各向同性的无定型环氧树脂。纤维素的加入可以提高氮化硼在环氧树脂中的分散性。（2）对CNF/BNNSs填充液晶环氧树脂导热复合...
【文章来源】：重庆大学重庆市 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：79 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
中文摘要
英文摘要
1 绪论
1.1 课题研究背景与意义
1.2 聚合物基复合材料导热机理
1.2.1 聚合物基复合材料导热微观机理
1.2.2 聚合物基复合材料导热性能的影响因素
1.2.3 聚合物基复合材料导热模型
1.3 导热绝缘聚合物材料的研究现状
1.3.1 本征型导热绝缘聚合物材料的研究现状
1.3.2 填充型导热绝缘聚合物材料的研究现状
1.4 本文研究内容
2 CNF/BNNSs填充液晶环氧树脂的制备
2.1 引言
2.2 制备原理
2.3 制备原料及流程
2.3.1 制备原料
2.3.2 制备流程
2.4 固化温度对液晶环氧树脂的影响
2.4.1 差示扫描量热
2.4.2 傅里叶热红外光谱
2.4.3 偏光显微分析
2.4.4 热导率
2.5 纤维素修饰对BNNSS/液晶环氧树脂的影响
2.5.1 氮化硼纳米片在纤维素中分散性
2.5.2 氮化硼纳米片/纤维素纳米纤维热导率
2.6 本章小结
3 液晶环氧树脂导热复合材料的基本理化性能
3.1 引言
3.2 液晶环氧树脂导热复合材料的疏水性
3.3 液晶环氧树脂导热复合材料的力学性能
3.3.1 拉伸强度
3.3.2 冲击强度
3.3.3 断面微观形貌
3.4 液晶环氧树脂导热复合材料的介电性能
3.4.1 相对介电常数
3.4.2 介电损耗
3.4.3 体积电阻率
3.5 本章小结
4 液晶环氧树脂导热复合材料的导热性能
4.1 引言
4.2 液晶环氧树脂导热复合材料的热导率
4.3 液晶环氧树脂导热复合材料的热稳定性
4.3.1 热失重
4.3.2 动态机械性能
4.4 液晶环氧树脂导热复合材料的导热机理
4.4.1 CNF/BNNSs填充无定型环氧树脂导热网络
4.4.2 BNNSs填充液晶环氧树脂导热网络
4.4.3 CNF/BNNSs填充液晶环氧树脂导热网络
4.5 小结
5 液晶环氧树脂导热复合材料的电气性能
5.1 引言
5.2 液晶环氧树脂导热复合材料的放电特性
5.2.1 液晶环氧树脂导热复合材料的交流击穿试验
5.2.2 液晶环氧树脂导热复合材料的局部放电试验
5.3 液晶环氧树脂导热复合材料的空间电荷消散特性
5.3.1 试验方法与装置
5.3.2 空间电荷特性及分析
5.4 本章小结
6 结论
致谢
参考文献
附录
A.作者在攻读硕士学位期间发表的学术论文
B.作者在攻读硕士学位期间参加的科研课题
【参考文献】：
期刊论文
[1]填充型高导热绝缘材料研究综述[J]. 袁立敏,陈华,冯鑫,樊小朝,姜波. 绝缘材料. 2017(08)
[2]本征导热热塑性聚合物研究进展[J]. 龚莹,周文英,徐丽,彭建东,赵伟,闫智伟. 中国塑料. 2017(04)
[3]现代显微成像技术综述[J]. 张祥翔. 光学仪器. 2015(06)
[4]纤维素纳米纤维增强聚合物复合材料研究进展[J]. 李勍,陈文帅,于海鹏,刘一星. 林业科学. 2013(08)
[5]聚合物基绝缘导热复合材料的研究进展[J]. 李名英,周曦亚,王达,万杰. 材料导报. 2013(01)
[6]填料粒子形貌对液态灌封胶粘度与热导率的影响[J]. 唐裕沛,谢建良,梁迪飞,邓龙江. 功能材料. 2012(13)
[7]导热绝缘材料的研究与应用[J]. 王文,夏宇. 绝缘材料. 2012(01)
[8]碳化硅/环氧树脂导热复合材料的制备与性能[J]. 顾军渭,张秋禹,王小强. 中国胶粘剂. 2010(12)
[9]聚合物基导热复合材料的性能及导热机理[J]. 李宾,刘妍,孙斌,潘敏,戴干策. 化工学报. 2009(10)
[10]粒子填充聚合物基复合材料导热性能的数值模拟[J]. 刘加奇,张立群,杨海波,丁雪佳,陈琪,卢咏来. 复合材料学报. 2009(01)
博士论文
[1]高导热聚合物基复合材料的制备与性能研究[D]. 虞锦洪.上海交通大学 2012
[2]聚酰亚胺/氮化铝复合材料的制备与性能研究[D]. 王家俊.浙江大学 2001
硕士论文
[1]环氧树脂基复合材料的导热性能研究[D]. 张成雨.哈尔滨工业大学 2016
[2]氮化硼/环氧树脂导热复合材料的制备与性能研究[D]. 侯君.河北工业大学 2015
[3]硅橡胶材料吸湿性及介电特性的研究[D]. 龚博.华北电力大学 2015
[4]高导热环氧树脂复合材料的制备与研究[D]. 彭鹏.上海交通大学 2011
本文编号：3163241
【文章来源】：重庆大学重庆市 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：79 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
中文摘要
英文摘要
1 绪论
1.1 课题研究背景与意义
1.2 聚合物基复合材料导热机理
1.2.1 聚合物基复合材料导热微观机理
1.2.2 聚合物基复合材料导热性能的影响因素
1.2.3 聚合物基复合材料导热模型
1.3 导热绝缘聚合物材料的研究现状
1.3.1 本征型导热绝缘聚合物材料的研究现状
1.3.2 填充型导热绝缘聚合物材料的研究现状
1.4 本文研究内容
2 CNF/BNNSs填充液晶环氧树脂的制备
2.1 引言
2.2 制备原理
2.3 制备原料及流程
2.3.1 制备原料
2.3.2 制备流程
2.4 固化温度对液晶环氧树脂的影响
2.4.1 差示扫描量热
2.4.2 傅里叶热红外光谱
2.4.3 偏光显微分析
2.4.4 热导率
2.5 纤维素修饰对BNNSS/液晶环氧树脂的影响
2.5.1 氮化硼纳米片在纤维素中分散性
2.5.2 氮化硼纳米片/纤维素纳米纤维热导率
2.6 本章小结
3 液晶环氧树脂导热复合材料的基本理化性能
3.1 引言
3.2 液晶环氧树脂导热复合材料的疏水性
3.3 液晶环氧树脂导热复合材料的力学性能
3.3.1 拉伸强度
3.3.2 冲击强度
3.3.3 断面微观形貌
3.4 液晶环氧树脂导热复合材料的介电性能
3.4.1 相对介电常数
3.4.2 介电损耗
3.4.3 体积电阻率
3.5 本章小结
4 液晶环氧树脂导热复合材料的导热性能
4.1 引言
4.2 液晶环氧树脂导热复合材料的热导率
4.3 液晶环氧树脂导热复合材料的热稳定性
4.3.1 热失重
4.3.2 动态机械性能
4.4 液晶环氧树脂导热复合材料的导热机理
4.4.1 CNF/BNNSs填充无定型环氧树脂导热网络
4.4.2 BNNSs填充液晶环氧树脂导热网络
4.4.3 CNF/BNNSs填充液晶环氧树脂导热网络
4.5 小结
5 液晶环氧树脂导热复合材料的电气性能
5.1 引言
5.2 液晶环氧树脂导热复合材料的放电特性
5.2.1 液晶环氧树脂导热复合材料的交流击穿试验
5.2.2 液晶环氧树脂导热复合材料的局部放电试验
5.3 液晶环氧树脂导热复合材料的空间电荷消散特性
5.3.1 试验方法与装置
5.3.2 空间电荷特性及分析
5.4 本章小结
6 结论
致谢
参考文献
附录
A.作者在攻读硕士学位期间发表的学术论文
B.作者在攻读硕士学位期间参加的科研课题
【参考文献】：
期刊论文
[1]填充型高导热绝缘材料研究综述[J]. 袁立敏,陈华,冯鑫,樊小朝,姜波. 绝缘材料. 2017(08)
[2]本征导热热塑性聚合物研究进展[J]. 龚莹,周文英,徐丽,彭建东,赵伟,闫智伟. 中国塑料. 2017(04)
[3]现代显微成像技术综述[J]. 张祥翔. 光学仪器. 2015(06)
[4]纤维素纳米纤维增强聚合物复合材料研究进展[J]. 李勍,陈文帅,于海鹏,刘一星. 林业科学. 2013(08)
[5]聚合物基绝缘导热复合材料的研究进展[J]. 李名英,周曦亚,王达,万杰. 材料导报. 2013(01)
[6]填料粒子形貌对液态灌封胶粘度与热导率的影响[J]. 唐裕沛,谢建良,梁迪飞,邓龙江. 功能材料. 2012(13)
[7]导热绝缘材料的研究与应用[J]. 王文,夏宇. 绝缘材料. 2012(01)
[8]碳化硅/环氧树脂导热复合材料的制备与性能[J]. 顾军渭,张秋禹,王小强. 中国胶粘剂. 2010(12)
[9]聚合物基导热复合材料的性能及导热机理[J]. 李宾,刘妍,孙斌,潘敏,戴干策. 化工学报. 2009(10)
[10]粒子填充聚合物基复合材料导热性能的数值模拟[J]. 刘加奇,张立群,杨海波,丁雪佳,陈琪,卢咏来. 复合材料学报. 2009(01)
博士论文
[1]高导热聚合物基复合材料的制备与性能研究[D]. 虞锦洪.上海交通大学 2012
[2]聚酰亚胺/氮化铝复合材料的制备与性能研究[D]. 王家俊.浙江大学 2001
硕士论文
[1]环氧树脂基复合材料的导热性能研究[D]. 张成雨.哈尔滨工业大学 2016
[2]氮化硼/环氧树脂导热复合材料的制备与性能研究[D]. 侯君.河北工业大学 2015
[3]硅橡胶材料吸湿性及介电特性的研究[D]. 龚博.华北电力大学 2015
[4]高导热环氧树脂复合材料的制备与研究[D]. 彭鹏.上海交通大学 2011
本文编号：3163241
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