【摘要】：隨著電力工業(yè)傳輸容量的不斷增大,電壓等級(jí)逐步升高,對(duì)各種電力設(shè)備運(yùn)行的安全性和可靠性要求也越來越高,而無機(jī)納米顆粒填充成為增強(qiáng)環(huán)氧樹脂介電性能的重要手段,為了增強(qiáng)納米二氧化硅/環(huán)氧樹脂界面的粘合強(qiáng)度并改善納米復(fù)合材料的介電性能與導(dǎo)熱性能,本文提出了一種基于無機(jī)納米填料的等離子體輔助超支化聚酯表面改性方法(DBD-CHBP)。首先在室溫下通過氣液兩相介質(zhì)阻擋放電,使具有12個(gè)末端羧基的超支化聚酯(CHBP)接枝到納米二氧化硅表面上,并通過掃描電鏡(XPS)、傅氏紅外光譜(FTIR)、透射電鏡(TEM)對(duì)目標(biāo)產(chǎn)物進(jìn)行表征,結(jié)果表明在該方法可以有效將超支化聚酯接枝至納米二氧化硅表面,且處理時(shí)間超過一分鐘后,接枝反應(yīng)趨于平緩。其次,制備填充質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1-7 wt%的納米二氧化硅環(huán)氧樹脂復(fù)合材料,并對(duì)目標(biāo)環(huán)氧復(fù)合樣品的介電性能與導(dǎo)熱性能進(jìn)行分析。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,通過等離子體改性過程中產(chǎn)生的NH2等活性自由基的橋接作用,可以將2 nm厚的CHBP薄膜成功地沉積到納米二氧化硅表面。與原始環(huán)氧樹脂相比,本文所提出的改性納米復(fù)合材料的介電常數(shù)從4.2降至3.3,其交流擊穿強(qiáng)度提高了38%;此外,介電損耗因數(shù)和直流電導(dǎo)率分別降低了40.7%和48.4%。并在納米復(fù)合材料中觀察到0.99-1.53 eV的深陷阱,這是由于在無機(jī)材料與環(huán)氧基質(zhì)界面上形成了更多強(qiáng)化學(xué)鍵和體積更緊湊的界面區(qū)域。與原始環(huán)氧數(shù)值相比,在5 wt%的填充量下經(jīng)DBD-CHBP處理的復(fù)合材料導(dǎo)熱性提高100.07%。本研究表明,DBD-CHBP改性處理是無機(jī)納米填料表面改性和聚合物納米復(fù)合材料介電性能提升的有效方法。
【圖文】：

圖 1-1 納米二氧化硅/環(huán)氧樹脂界面模型圖Fig.1-1 Interface model diagram of SiO2/EP，廣泛采用的納米填充材料有二氧化硅、氧化鋁、碳化硅、氧化鋅、、石墨烯、蒙脫土等。聚合物基質(zhì)有環(huán)氧樹脂、聚乙烯、硅橡膠等[2下通過不同的添加劑對(duì)填充至基質(zhì)中的納米顆粒進(jìn)行表面修飾是近幾研究者們對(duì)各類基質(zhì)填充不同質(zhì)量分?jǐn)?shù)的納米顆粒，通過分析納米聚合聚合物耐壓性、聚合物電阻率、及聚合物空間電荷等，提出了各種解釋介電性能的模型與機(jī)理。此外，還對(duì)納米聚合物的熱學(xué)與力學(xué)性能進(jìn)同的添加劑對(duì)納米顆粒表面修改可以改善納米聚合物不同的目標(biāo)性能擊強(qiáng)度耐候性、導(dǎo)熱系數(shù)、生物分解性等等。如納米二氧化硅的添加可合聚合物的絕緣性與導(dǎo)熱性、納米氧化鋅的添加可以有效提高納米聚合外老化性、納米碳化硅與碳納米管的添加可以有效提高納米復(fù)合聚合物納米電介質(zhì)的研究主要集中在以五個(gè)方面：納米顆粒表面修飾；納米聚合物的制備；

圖 1-2 超支化聚酯模型圖Fig.1-2 Hyperbranched polyester model，端基的種類決定了改類超支化聚酯的用途，，其中與端羧基超支化聚酯（CHBP）。將合適的端基與性后的目標(biāo)產(chǎn)品具有我們需要的官能團(tuán)與優(yōu)異的理子量不同，常用的改性方式分為封端改性與接枝改支化聚酯 H204 接枝至酸化后的碳納米管表面，并表征，并對(duì)其在水與氯中的分散性進(jìn)行觀測(cè)，結(jié)果碳納米管的失重率從多壁碳納米管的 0.74%增至 1現(xiàn)接枝后的碳納米管親水能力顯著提高。季戊四醇為核，2，2-二羥甲基丙酸為單體制備了性，并測(cè)試固化溫度與力學(xué)測(cè)試。結(jié)果表明在 14固化，且填充含量為 10%時(shí)，改性后的環(huán)氧樹脂支化產(chǎn)品 P500 與聚甲醛 M90 進(jìn)行共混處理，對(duì)支化聚酯的三維球狀結(jié)構(gòu)增加了聚甲醛分子的間
【學(xué)位授予單位】：西安理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：TM21

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本文編號(hào)：2606816