【摘要】：交聯(lián)聚苯乙烯(CLPS)塊體材料是一種性能優(yōu)異的高分子聚合物材料,其性能優(yōu)異體現(xiàn)在介電損耗和介電常數(shù)較低,抗輻射能力、空間穩(wěn)定性、絕緣性、模量較高等特點,因此被廣泛應用在微波電路、微波通訊、雷達天線等領(lǐng)域。在脈沖功率系統(tǒng)中,交聯(lián)聚苯乙烯作為絕緣材料得到了很好的應用,但是隨著大型脈沖功率裝置的發(fā)展,對固體絕緣材料提出了更高的要求,交聯(lián)聚苯乙烯材料的力學和電學性能等已無法滿足應用要求。因此,急需進一步提高交聯(lián)聚苯乙烯材料的綜合性能。基于以上發(fā)展背景,本文分別以四針狀氧化鋅晶須(T-ZnOw)和堿式硫酸鎂晶須(MOSw)為添加劑,采用超聲分散和本體聚合的方法,通過控制四針狀氧化鋅晶須和堿式硫酸鎂晶須在苯乙烯中的用量和分散性,制備出一系列具有不同四針狀氧化鋅晶須和堿式硫酸鎂晶須添加量的四針狀氧化鋅晶須/交聯(lián)聚苯乙烯復合材料和堿式硫酸鎂晶須/交聯(lián)聚苯乙烯復合材料。利用掃描電子顯微鏡(SEM)、沿面閃絡(luò)裝置、高阻計、熱重分析儀(TGA)等手段分別表征了不同粉體和對應添加量對復合材料的形貌結(jié)構(gòu)、沿面閃絡(luò)性能、電性能、熱性能等方面的影響。研究結(jié)果表明:(1)無機填料的含量不同,CLPS的復合材料的結(jié)構(gòu)和性能也不同。力學性能測試的結(jié)果顯示T-ZnOw/CLPS復合材料的斷裂伸長率和拉伸強度隨著晶須含量增大均呈下降趨勢;沖擊強度隨晶須含量的增多先增后減,當晶須含量為3 wt%時,達到最大值6.87 kJ/m2。復合材料的彈性模量和儲能模量隨著晶須添加量的增大同樣表現(xiàn)出先升后降,在晶須含量為4 wt%時彈性模量達到最大值4065.8 Mpa。T-ZnOw/CLPS復合材料的熱穩(wěn)定性、沿面閃絡(luò)性能和表面導電性能較初始CLPS得到提高。(2)MOSw/CLPS復合材料的拉伸強度一直未得到改善,復合材料的斷裂伸長率均隨著MOSw含量的增大而不斷下降,沖擊強度隨著MOSw含量的增加先增后降,在MOSw為3wt%時,達到最大值12.82kJ/m2;復合材料的拉伸模量和彈性模量隨著MOSw含量的增大而先增加后減少。摻入MOSw使MOSw/CLPS復合材料的熱穩(wěn)定性能得到提高。復合材料的沿面閃絡(luò)性能隨著MOSw添加量的增加而先增后減,當晶須添加量為4 wt%時,樣品耐受電壓Vho達到約160 kV。復合材料的的表面電阻率常數(shù)與MOSw的添加量關(guān)系不明顯。
【圖文】：

Ｔ－ＺｎＯｗ的密度遠大于液態(tài)Ｓｔ，直接添加的Ｔ－ＺｎＯｗ會在有機溶液底部沉淀，達不逡逑到均勻分散的目的，為此向溶液中加入了邋Ａ－２００（納米Ｓｉ０２顆粒）作為觸變劑，以提逡逑高液體的粘度，防止Ｔ－ＺｎＯｗ的沉淀，達到均勻分散的目的。合成的流程如圖２－３逡逑所示，實驗對觸變劑Ａ－２００的添加量進行了研宄，發(fā)現(xiàn)只有添加質(zhì)量分數(shù)大于１％逡逑時，才能有效降低Ｔ－ＺｎＯｗ的沉降，同時又能使得Ｔ－ＺｎＯｗ在溶液中分散較均勻。逡逑考慮性價比，最終復合材料合成采用的物料質(zhì)量比為單體Ｓｔ：交聯(lián)劑ＤＶＢ：觸變劑逡逑Ａ－２００：引發(fā)劑邋ＡＩＢＮ＝邋１００：２：１．５：０．０２。逡逑Ｔ－ＺｎＯｗ／ＣＬＰＳ復合材料的制備主要包括預聚和后聚合兩個部分，由于Ｓｔ、ＤＶＢ逡逑和ＡＩＢＮ使用前需要純化，所以具體流程包括以下幾個方面：逡逑（１）

圖２－４絕緣子真空沿面閃絡(luò)電壓測試系統(tǒng)逡逑（ａ）原理圖（ｂ）實物圖（ｃ）輸出與擊穿波形（ｄ）支撐系統(tǒng)逡逑沖擊電壓，通過電壓示波器上的電壓波形判斷樣品是否發(fā)生閃絡(luò)，，若樣絡(luò)后將電壓降至完全不發(fā)生閃絡(luò)時的狀態(tài)，然后重新調(diào)節(jié)電壓。逡逑動態(tài)力學測試（ＤＭＡ）逡逑動態(tài)力學性能是指材料在振動條件下做出的力學響應，即力學性能（模溫度、頻率的關(guān)系。測定并分析一定溫度范圍內(nèi)材料的動態(tài)力學性能變力學測試（ＤＭＡ）。逡逑根據(jù)公式：逡逑ｓ邋＝邋ｅ０邋ｓｉｎ邋0）ｔ邐（ｃｒ邋＝邐ａ0邋ｃｏｓ（0）ｔ）ｓ＼ｎＳ邋＋邋ａ０邋ｓｉｎ（ｏ）ｔ）邋ｃｏｓ８邐（＝邋（ｃｒｏ／￡ｏ）ｃ0ｓ＜５＞邐（，ｒ
【學位授予單位】：湘潭大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：TB33

【參考文獻】

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本文編號：2637779