低温等离子体辅助超支化聚酯改性封闭母线环氧绝缘材料的研究

发布时间：2020-03-30 01:27

【摘要】：随着电力工业传输容量的不断增大,电压等级逐步升高,对各种电力设备运行的安全性和可靠性要求也越来越高,而无机纳米颗粒填充成为增强环氧树脂介电性能的重要手段,为了增强纳米二氧化硅/环氧树脂界面的粘合强度并改善纳米复合材料的介电性能与导热性能,本文提出了一种基于无机纳米填料的等离子体辅助超支化聚酯表面改性方法(DBD-CHBP)。首先在室温下通过气液两相介质阻挡放电,使具有12个末端羧基的超支化聚酯(CHBP)接枝到纳米二氧化硅表面上,并通过扫描电镜(XPS)、傅氏红外光谱(FTIR)、透射电镜(TEM)对目标产物进行表征,结果表明在该方法可以有效将超支化聚酯接枝至纳米二氧化硅表面,且处理时间超过一分钟后,接枝反应趋于平缓。其次,制备填充质量分数为1-7 wt%的纳米二氧化硅环氧树脂复合材料,并对目标环氧复合样品的介电性能与导热性能进行分析。实验结果表明,通过等离子体改性过程中产生的NH2等活性自由基的桥接作用,可以将2 nm厚的CHBP薄膜成功地沉积到纳米二氧化硅表面。与原始环氧树脂相比,本文所提出的改性纳米复合材料的介电常数从4.2降至3.3,其交流击穿强度提高了38%;此外,介电损耗因数和直流电导率分别降低了40.7%和48.4%。并在纳米复合材料中观察到0.99-1.53 eV的深陷阱,这是由于在无机材料与环氧基质界面上形成了更多强化学键和体积更紧凑的界面区域。与原始环氧数值相比,在5 wt%的填充量下经DBD-CHBP处理的复合材料导热性提高100.07%。本研究表明,DBD-CHBP改性处理是无机纳米填料表面改性和聚合物纳米复合材料介电性能提升的有效方法。
【图文】：

图 1-1 纳米二氧化硅/环氧树脂界面模型图Fig.1-1 Interface model diagram of SiO2/EP，广泛采用的纳米填充材料有二氧化硅、氧化铝、碳化硅、氧化锌、、石墨烯、蒙脱土等。聚合物基质有环氧树脂、聚乙烯、硅橡胶等[2下通过不同的添加剂对填充至基质中的纳米颗粒进行表面修饰是近几研究者们对各类基质填充不同质量分数的纳米颗粒，通过分析纳米聚合聚合物耐压性、聚合物电阻率、及聚合物空间电荷等，提出了各种解释介电性能的模型与机理。此外，还对纳米聚合物的热学与力学性能进同的添加剂对纳米颗粒表面修改可以改善纳米聚合物不同的目标性能击强度耐候性、导热系数、生物分解性等等。如纳米二氧化硅的添加可合聚合物的绝缘性与导热性、纳米氧化锌的添加可以有效提高纳米聚合外老化性、纳米碳化硅与碳纳米管的添加可以有效提高纳米复合聚合物纳米电介质的研究主要集中在以五个方面：纳米颗粒表面修饰；纳米聚合物的制备；

图 1-2 超支化聚酯模型图Fig.1-2 Hyperbranched polyester model，端基的种类决定了改类超支化聚酯的用途，，其中与端羧基超支化聚酯（CHBP）。将合适的端基与性后的目标产品具有我们需要的官能团与优异的理子量不同，常用的改性方式分为封端改性与接枝改支化聚酯 H204 接枝至酸化后的碳纳米管表面，并表征，并对其在水与氯中的分散性进行观测，结果碳纳米管的失重率从多壁碳纳米管的 0.74%增至 1现接枝后的碳纳米管亲水能力显著提高。季戊四醇为核，2，2-二羟甲基丙酸为单体制备了性，并测试固化温度与力学测试。结果表明在 14固化，且填充含量为 10%时，改性后的环氧树脂支化产品 P500 与聚甲醛 M90 进行共混处理，对支化聚酯的三维球状结构增加了聚甲醛分子的间
【学位授予单位】：西安理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TM21

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本文编号：2606816