本文選題：微-納米復(fù)合材料 + 聚乙烯�。� 參考：《哈爾濱理工大學(xué)》2017年碩士論文

【摘要】：向聚合物中添加無(wú)機(jī)納米顆粒,可以改善其結(jié)晶行為和一系列介電性能。但由于納米粒子粒徑尺寸小,表面能大,在與聚合物共混過(guò)程中易發(fā)生團(tuán)聚現(xiàn)象。而無(wú)機(jī)微米粒子具有優(yōu)良的導(dǎo)熱性能和耐電腐蝕性能,也可以作為填料加入到聚合物中對(duì)其進(jìn)行改性。當(dāng)微米粒子與納米粒子按一定的比例配合加入到聚合物基體中,由于其微納米之間的協(xié)同效應(yīng),有可能使得到的微納米復(fù)合材料的電氣性能有更大程度的提高。本文以低密度聚乙烯為基體,超聲波剝離處理的蒙脫土粒子作為納米填料,二氧化硅顆粒作為微米填料,采用熔融共混法分別制備了純聚乙烯試樣、納米復(fù)合材料、微米復(fù)合材料和微-納米復(fù)合材料。首先通過(guò)DSC試驗(yàn)和PLM試驗(yàn)對(duì)材料的微觀結(jié)構(gòu)進(jìn)行了表征,應(yīng)用紅外光譜(FTIR)對(duì)材料進(jìn)行了化學(xué)表征。然后對(duì)比研究了四種材料的介電強(qiáng)度、極化行為與介質(zhì)損耗以及電導(dǎo)行為。最后對(duì)四種試樣在不同電壓等級(jí)和不同溫度下進(jìn)行了電樹(shù)枝試驗(yàn)來(lái)研究材料的耐電樹(shù)枝老化特性。試驗(yàn)結(jié)果表明,向聚乙烯中添加無(wú)機(jī)粒子改性可以改善聚乙烯的結(jié)晶,使結(jié)晶度提高并使晶胞尺寸減小且排列更加有序。無(wú)機(jī)粒子的加入并不會(huì)改變聚乙烯分子本身的結(jié)構(gòu),而是在兩種無(wú)機(jī)粒子之間和無(wú)機(jī)粒子與基體之間形成了新的化學(xué)作用力。微米粒子加入會(huì)明顯提高材料的擊穿強(qiáng)度,而納米粒子會(huì)使材料的擊穿場(chǎng)強(qiáng)的分散性減小,其中微-納米復(fù)合材料的擊穿性能最優(yōu)良。介質(zhì)內(nèi)部的極化行為會(huì)因無(wú)機(jī)粒子的加入而變得復(fù)雜,所以會(huì)有更多的界面損耗,而微-納米復(fù)合材料由于粒子之間的協(xié)同效應(yīng)會(huì)使損耗維持在一個(gè)相對(duì)偏低的水平。復(fù)合材料的電導(dǎo)率與純聚乙烯試樣相比有所降低,并且使溫度對(duì)試樣電導(dǎo)率的影響程度變小,無(wú)機(jī)粒子的加入會(huì)改善聚乙烯基體的介電性能。相同條件下,微-納米復(fù)合材料中的電樹(shù)枝生長(zhǎng)長(zhǎng)度最短且樹(shù)枝形態(tài)更加稠密,說(shuō)明其耐電樹(shù)枝特性十分優(yōu)良。并且高溫情況下的電樹(shù)枝由叢狀向樹(shù)枝狀轉(zhuǎn)變的臨界溫度點(diǎn)明顯是微-納米復(fù)合材料要高。說(shuō)明電纜運(yùn)行溫度較高時(shí),微-納米復(fù)合材料更不容易由于電樹(shù)枝的發(fā)展而導(dǎo)致?lián)舸?br/>[Abstract]:Adding inorganic nanoparticles to the polymer can improve its crystallization behavior and a series of dielectric properties. However, the particle size is small and the surface energy is large, so it is easy to agglomerate in the process of blending with polymer. Inorganic micron particles have excellent thermal conductivity and corrosion resistance, and can be added to the polymer as fillers to modify them. When micron particles and nanoparticles are added to polymer matrix in a certain proportion, it is possible to improve the electrical properties of the composite due to the synergistic effect between microparticles and nano-particles. In this paper, pure polyethylene (PE) samples were prepared by melt blending method, in which montmorillonite particles were used as nanomaterials and silica particles were used as micron fillers. Micron composites and micro-nanocomposites. Firstly, the microstructure of the material was characterized by DSC and PLM tests, and the chemical characterization was carried out by FTIR. Then, the dielectric strength, polarization behavior, dielectric loss and conductance behavior of four kinds of materials were studied. Finally, four kinds of samples were tested at different voltage levels and different temperatures to study the aging characteristics of the materials. The experimental results show that adding inorganic particles to polyethylene can improve the crystallization of polyethylene, increase the crystallinity, decrease the size of the unit cell and make the arrangement more orderly. The addition of inorganic particles does not change the structure of polyethylene molecules, but forms a new chemical force between two inorganic particles and between inorganic particles and matrix. The addition of micron particles can obviously improve the breakdown strength of the materials, while the dispersion of the breakdown field strength of the materials will be reduced by nano-particles, among which the breakdown properties of micro-nanocomposites are the best. The polarization behavior in the medium will be complicated by the addition of inorganic particles, so there will be more interfacial losses, while the loss of micro-nanocomposites will be maintained at a relatively low level due to the synergistic effect between the particles. The electrical conductivity of the composite is lower than that of the pure polyethylene, and the influence of temperature on the conductivity of the composite is smaller. The addition of inorganic particles will improve the dielectric properties of the polyethylene matrix. Under the same conditions, the electric tree growth length is the shortest and the tree morphology is denser in the micronanocomposites, which indicates that the electric tree resistance of the composite is very good. At high temperature, the critical temperature point for the transition of electric branches from cluster to dendriform is obviously higher than that of micro-nanocomposites. The results show that micronanocomposites are less likely to break down due to the development of electric branches when the operating temperature of cables is high.
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：TB332

【相似文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 唐偉家;導(dǎo)電納米復(fù)合材料[J];合成材料老化與應(yīng)用;2001年02期

2 李興田;聚酰胺6納米復(fù)合材料的新進(jìn)展[J];化學(xué)工業(yè)與工程技術(shù);2001年02期

3 李淑玉;導(dǎo)電納米復(fù)合材料[J];建材工業(yè)信息;2001年10期

4 ;可溶性納米復(fù)合材料[J];技術(shù)與市場(chǎng);2001年04期

5 錢(qián)紅梅,郝成偉;粘土/有機(jī)納米復(fù)合材料的研究進(jìn)展[J];皖西學(xué)院學(xué)報(bào);2002年02期

6 王珂,朱湛,郭炳南;聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯/蛭石納米復(fù)合材料的制備[J];應(yīng)用化學(xué);2003年07期

7 鐘厲,韓西;納米復(fù)合材料的研究應(yīng)用[J];重慶交通學(xué)院學(xué)報(bào);2003年03期

8 金延;納米復(fù)合材料及應(yīng)用[J];金屬功能材料;2004年06期

9 ;美國(guó)納米復(fù)合材料需求將增長(zhǎng)[J];橡塑技術(shù)與裝備;2008年03期

10 趙中堅(jiān);王強(qiáng)華;;汽車中的納米復(fù)合材料:研究活動(dòng)及商業(yè)現(xiàn)狀[J];玻璃鋼;2008年01期

相關(guān)會(huì)議論文 前10條

1 肖紅梅;楊洋;李元慶;鄭斌;付紹云;;功能納米復(fù)合材料研究進(jìn)展[A];第十五屆全國(guó)復(fù)合材料學(xué)術(shù)會(huì)議論文集（上冊(cè)）[C];2008年

2 葛嶺梅;周安寧;李天良;曲建林;;礦物納米復(fù)合材料的研究進(jìn)展[A];新世紀(jì) 新機(jī)遇 新挑戰(zhàn)——知識(shí)創(chuàng)新和高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展（上冊(cè)）[C];2001年

3 馬永梅;;塑料/膨潤(rùn)土納米復(fù)合材料市場(chǎng)應(yīng)用[A];2003年中國(guó)納微粉體制備與技術(shù)應(yīng)用研討會(huì)論文集[C];2003年

4 陳潔;徐曉楠;楊玲;;納米復(fù)合材料的阻燃研究[A];中國(guó)化學(xué)會(huì)第二十五屆學(xué)術(shù)年會(huì)論文摘要集（下冊(cè)）[C];2006年

5 趙海波;徐波;王俊勝;王玉忠;;主鏈含磷阻燃共聚酯/硫酸鋇納米復(fù)合材料的研究[A];2009年中國(guó)阻燃學(xué)術(shù)年會(huì)論文集[C];2009年

6 張忠;;多級(jí)次多尺度納米復(fù)合材料力學(xué)性能研究[A];2010年第四屆微納米海峽兩岸科技暨納微米系統(tǒng)與加工制備中的力學(xué)問(wèn)題研討會(huì)摘要集[C];2010年

7 盧小泉;;基于納米復(fù)合材料的電化學(xué)生物傳感器[A];第六屆海峽兩岸分析化學(xué)會(huì)議摘要論文集[C];2010年

8 周安寧;楊伏生;曲建林;李天良;葛嶺梅;;礦物納米復(fù)合材料研究進(jìn)展[A];納米材料和技術(shù)應(yīng)用進(jìn)展——全國(guó)第二屆納米材料和技術(shù)應(yīng)用會(huì)議論文集（下卷）[C];2001年

9 上官文峰;;納米復(fù)合材料的構(gòu)筑及其光催化性能[A];納微粉體制備與應(yīng)用進(jìn)展——2002年納微粉體制備與技術(shù)應(yīng)用研討會(huì)論文集[C];2002年

10 林鴻福;;加速聚合物/粘土納米復(fù)合材料的產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程[A];浙江省科協(xié)學(xué)術(shù)研究報(bào)告——浙江優(yōu)勢(shì)非金屬礦產(chǎn)資源的開(kāi)發(fā)利用研究論文集[C];2004年

相關(guān)重要報(bào)紙文章 前10條

1 宋玉春;納米復(fù)合材料能否風(fēng)行？[N];中國(guó)石化報(bào);2005年

2 李聞芝;納米復(fù)合材料產(chǎn)業(yè)化研討會(huì)將開(kāi)[N];中國(guó)化工報(bào);2004年

3 李偉;汽車用上納米復(fù)合材料部件[N];中國(guó)化工報(bào);2004年

4 渤海投資 周延;武漢塑料 突破60日均線壓制[N];證券時(shí)報(bào);2004年

5 唐偉家 吳汾 李茂彥;尼龍納米復(fù)合材料的開(kāi)發(fā)和市場(chǎng)[N];中國(guó)包裝報(bào);2008年

6 華凌;納米復(fù)合材料提升自充電池性能[N];中國(guó)化工報(bào);2014年

7 塑化;聚合物系納米復(fù)合材料發(fā)展前景廣闊[N];國(guó)際商報(bào);2003年

8 唐偉家 吳汾 李茂彥;尼龍納米復(fù)合材料的開(kāi)發(fā)和包裝應(yīng)用[N];中國(guó)包裝報(bào);2008年

9 本報(bào)記者 王海霞;納米復(fù)合材料將廣泛應(yīng)用到新能源領(lǐng)域[N];中國(guó)能源報(bào);2009年

10 劉霞;高效存儲(chǔ)氫的納米復(fù)合材料研制成功[N];科技日?qǐng)?bào);2011年

相關(guān)博士學(xué)位論文 前10條

1 李念武;鋰硫二次電池用碳基含硫正極材料的研究[D];南京航空航天大學(xué);2013年

2 夏雷;尼龍6及其納米復(fù)合材料的熱氧穩(wěn)定性研究[D];浙江大學(xué);2013年

3 杜青青;高效熒光碳點(diǎn)合成及其功能復(fù)合材料研究[D];山東大學(xué);2015年

4 劉江濤;四種納米復(fù)合材料的制備及其電化學(xué)和電化學(xué)傳感研究[D];西北大學(xué);2015年

5 李蘇原;SnO_2/C納米復(fù)合材料的制備及其儲(chǔ)鋰性能研究[D];蘭州大學(xué);2015年

6 郭改萍;環(huán)境友好大豆蛋白質(zhì)材料改性研究[D];北京化工大學(xué);2015年

7 孫遜;新型介孔無(wú)機(jī)物/聚苯胺納米復(fù)合材料的制備及其性能研究[D];蘭州大學(xué);2012年

8 卜小海;螺旋聚炔基納米復(fù)合材料的制備及其紅外輻射性能研究[D];東南大學(xué);2015年

9 王洪賓;LiFePO_4/C納米復(fù)合材料的設(shè)計(jì)、合成及其儲(chǔ)鋰性能研究[D];吉林大學(xué);2015年

10 楊慧;基于溶劑澆鑄法和沉積法改性的聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯（PET）[D];上海大學(xué);2015年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前10條

1 杜青;鋯基納米復(fù)合材料深度凈化水體中的微量重金屬[D];燕山大學(xué);2015年

2 王正奇;硫化鋅納米復(fù)合材料的制備、表征及性質(zhì)研究[D];陜西科技大學(xué);2015年

3 明洪濤;TiO_2/Au核殼納米復(fù)合材料的制備及其光學(xué)性質(zhì)研究[D];東北師范大學(xué);2015年

4 趙元旭;多壁碳納米管/聚碳酸酯復(fù)合材料的制備與性能研究[D];鄭州大學(xué);2015年

5 孫藝銘;金/碳納米復(fù)合材料生物傳感器檢測(cè)多藥耐藥基因MDR1及其表達(dá)蛋白ABCB1的實(shí)驗(yàn)研究[D];福建醫(yī)科大學(xué);2015年

6 陳亞;基于碳納米復(fù)合材料及β-環(huán)糊精對(duì)手性小分子識(shí)別研究[D];西南大學(xué);2015年

7 王龍;紡絲用PA66/SiO_2納米復(fù)合材料的制備[D];鄭州大學(xué);2015年

8 牛鵬懷;納米復(fù)合材料在潛指紋顯現(xiàn)中的應(yīng)用研究[D];內(nèi)蒙古大學(xué);2015年

9 鐘苗苗;蒙脫土改性聚碳酸亞丙酯基納米復(fù)合材料的研究[D];湖南工業(yè)大學(xué);2015年

10 張嬌;氧化鋅基納米復(fù)合材料的制備及其光催化性能的研究[D];河北工業(yè)大學(xué);2015年

，

本文編號(hào)：2025589