环氧树脂纳米复合电介质制备方法及其绝缘性能的研究进展

环氧树脂或树脂浸渍纤维板是电力设备中重要的绝缘材料,过去通过掺杂微米级的无机氧化物填料以提高材料的机械性能。近年,开始使用纳米颗粒掺杂环氧树脂,对于提高材料的绝缘性能,特别是对提高击穿场强、耐电晕性、耐电痕化、导热性、耐低温性、耐辐射性和耐候性等方面具有重要意义。文中以纳米复合电介质的绝缘性能为出发点,概述了纳米复合电介质的常用制备方法,给出了环氧树脂纳米复合电介质的制备流程,总结分析了环氧树脂纳米复合电介质的介电性、局部放电腐蚀、绝缘击穿强度及机械性能。综述了环氧树脂纳米复合电介质在电机绝缘系统中的应用和最新研究进展,为环氧树脂纳米复合电介质在电机主绝缘中的应用提供了思路。

无机纳米粒子/环氧树脂基复合材料的研究现状

系统地综述了近年来纳米改性环氧树脂基复合材料的研究现状。介绍了环氧树脂基纳米复合材料的制备方法和无机纳米粒子的表面修饰方法 ,分析了环氧树脂基纳米复合材料的形成机理和固化反应动力学 。

纳米SiO2/环氧树脂复合材料介电性与纳米粒子分散性关系

利用硅烷偶联剂改性纳米SiO_2,制得改性纳米SiO_2分散液和改性纳米SiO_2颗粒.分别利用"机械法"和"气泡法"制备纳米SiO_2含量为2 wt%,3 wt%,4 wt%,5 wt%和6 wt%的未改性纳米SiO_2复合环氧树脂和改性纳米SiO_2复合环氧树脂,测试了复合环氧树脂的击穿特性和耐电晕特性.测试结果表明,复合环氧树脂的击穿场强和耐电晕性随纳米SiO_2含量的增加而增加,击穿场强在5 wt%纳米SiO_2含量时达到最大值,"气泡法"制备的改性纳米SiO_2复合环氧树脂的击穿场强和耐电晕性优于所制备的其他复合环氧树脂.以5 wt%纳米SiO_2含量复合环氧树脂为例,通过森下氏分散指数(Morisita’s index)方法对复合环氧树脂中纳米SiO_2的分散性进行定量表征,得出"气泡法"制得的纳米SiO_2/环氧树脂复合材料的分散性优于"机械法"制备的复合材料.研究发现纳米SiO_2在环氧树脂基体中分散性越好,复合材料的击穿特性和耐电晕性越好.

纳米SiO_x/环氧树脂复合材料性能研究

以纳米SiOx为改性材料,采用浇铸工艺制备了纳米SiOx/环氧树脂复合材料。探讨了纳米复合材料的分散工艺方法以及不同的纳米SiOx含量对复合材料力学性能和耐热性能的影响。结果表明,当纳米材料质量分数为1%时,复合材料的分散效果好,拉伸强度和断裂伸长率提高到3倍,无缺口冲击强度达11.6kJ/m2,洛氏硬度和耐热性能也有提高。

环氧树脂/蛭石纳米复合材料的制备与表征

以环氧树脂为基体，二甲基苄胺为固化剂，经酸浸、加热和钠离子交换的结构修饰和有机改性的蛭石为增强剂，制备了环氧树脂／蛭石纳米复合材料。测试了环氧树脂／蛭石纳米复合材料的结构、形貌、力学和电学性能。结果表明：环氧树脂、二甲基苄胺和蛭石的混合顺序，二甲基苄胺和蛭石的用量影响蛭石的剥离，进而影响环氧树脂／蛭石纳米复合材料的性能。在蛭石加入量为环氧树脂质量的1％～5％范围内，3％时环氧树脂／蛭石纳米复合材料的抗拉强度、弹性模量和弯曲强度最大，表面电阻最低，体电阻最高。

纳米粒子/环氧树脂复合材料的固化动力学研究

在纳米Al2 O3、Si3N4 、SiC填充环氧树脂复合材料体系中 ,纳米粒子表面活性及粒子与环氧树脂之间的相互作用影响着环氧树脂的固化过程。本文利用傅立叶红外光谱表征了纳米粒子与环氧树脂之间的化学作用情况 ,并利用差视扫描量热仪研究了不同纳米粒子 环氧树脂复合材料的固化动力学。结果表明 ,具有相对最强表面活性的纳米Al2 O3粒子与基体之间的相互作用最强 ,同时该粒子对环氧树脂固化过程的促进作用最显著。

纳米Al_2O_3/环氧树脂复合材料的制备及性能

在原位法制备纳米复合材料时,要使纳米粒子在树脂中分散均匀,必须首先获得稳定的单体悬浮体系[1] 。基于这一原理,本文通过对纳米Al2 O3 表面改性即选择合适的分散剂,获得稳定的纳米Al2 O3 /丙酮悬浮液,然后将环氧树脂溶解于其中,制得纳米Al2 O3 /环氧树脂复合材料。运用透射电子显微镜,观察了纳米Al2 O3 在环氧基体中的分散情况。分析并讨论了纳米Al2 O3 含量对该复合材料力学性能的影响。结果表明:利用稳定的悬浮体系能制得分散较为均匀的纳米复合材料,在纳米Al2 O3 含量为5 %的情况下,纳米复合材料的力学性能达到最优。

固化剂对环氧树脂/蒙脱土纳米复合材料中蒙脱土剥离行为的影响

采用阳离子交换的方法对蒙脱土进行了有机改性 ,使蒙脱土由亲水性变成亲油性 ,并使其层间距由原来的 1 .2 nm扩大到 2 .2 nm。分别使用甲基四氢苯酐和 4,4’-二胺基二苯基甲烷为固化剂 ,制备两种环氧树脂 /蒙脱土纳米复合材料 ,并用 X-射线衍射仪和透射电镜 ( TEM)分析有机蒙脱土在环氧树脂中的剥离行为。研究表明 ,固化剂的选择对有机蒙脱土的剥离行为有很大的影响 ,用固化剂甲基四氢苯酐和促进剂苄基二甲胺后 ,有机蒙脱土容易被剥离而得到剥离型的纳米复合材料 ,而用 4,4’-二胺基二苯基甲烷固化剂未能使有机蒙脱土剥离后形成插层型纳米复合材料。

泡沫铝/纳米环氧树脂新型复合材料设计

介绍了新型功能材料泡沫铝的发展现状,在其基础上,依据功能结构一体化思路,提出设计泡沫铝/纳米环氧树脂新型复合材料,并对其性能进行了预测。

环氧树脂/黏土纳米复合材料研究进展

综述了关于环氧树脂/黏土纳米复合材料在制备及性能方面的国内外研究现状,对剥离机理方面的研究成果进行了重点分析和讨论。

石墨烯/环氧树脂纳米复合材料的制备与热膨胀特性分析

石墨烯/高分子基纳米复合材料因其各项优异性能而备受关注,但关于石墨烯/高分子基纳米复合材料的制备及热膨胀特性的研究尚未成熟,针对这一问题,笔者首先利用超声波分散、行星搅拌及恒温固化等技术制备石墨烯/环氧树脂纳米复合材料,并对制备工艺进行逐步改进,最终得到了一套较为完善的制备工艺。实验中石墨烯的质量分数为1.0%~5.0%。然后对所制备纳米复合材料的导电性进行测试,同时对该纳米复合材料在30~120℃范围内的热膨胀特性进行了测试与分析。研究结果表明:通过添加石墨烯,可得到具有较好导电特性的高分子基复合材料,并可有效降低高分子树脂材料的热膨胀率,且随着石墨烯含量比的增加,纳米复合材料的热膨胀率降低幅度会更大。

碳纳米管环氧树脂复合材料的拉敏性研究

碳纳米管是近年来新兴起的具有优异力学性能和电学性能的材料。向环氧树脂中加入碳纳米管可以制成具有机敏性能的复合材料。试验采用两极法,通过改变碳纳米管的浓度确定了碳纳米管环氧树脂复合材料的渗流阈值;研究了温度和湿度对复合材料导电性能的影响;同时采用循环荷载逐级加载的加载方式,研究了复合材料的拉敏性能。试验结果表明:碳纳米管环氧树脂复合材料的渗流阈值区间为0. 5wt%～1. 0wt%,在此区间内,随着碳纳米管掺量增加,碳纳米管环氧树脂复合材料的电阻率下降明显;随着温度的升高和降低,复合材料的电阻变化率也相应地呈现出增加和减小的趋势,环境中的水分对复合材料的电阻率几乎没有影响;与碳纳米管掺量为0. 9wt%时,拉敏性开始明显出现,当掺量大于1. 2wt%时,拉敏性逐渐消失,当碳纳米管掺量为1wt%时,拉敏性最佳。

石墨烯/环氧树脂纳米复合材料温度传感器的热电阻效应

随着对温度传感器性能要求的不断提高,研制一种新型高性能温度传感器具有重要的意义。以石墨烯(graphene)为填料,环氧树脂(EP)为基体,通过超声及行星搅拌共混法制备了不同含量的石墨烯/环氧树脂纳米复合材料薄片,并在其两端加上电极制成温度传感器试件。同时,在温度范围30~100℃内研究了不同石墨烯含量对该纳米复合材料热-电阻效应的影响,并进一步分析了其影响机理。结果表明,温度传感器在测试温度升高时表现出负温度系数(NTC)效应,并且电阻以近似线性的趋势减小。另外,温度传感器中石墨烯的含量越高,电阻减小的幅度越小。同一传感器试件经过3次循环热处理之后,其热-电阻关系趋于稳定。

纳米Fe_2O_3-环氧树脂/胺复合材料的制备及其溶解性探讨

用溶胶 凝胶法制备纳米Fe2O3粉体并与环氧树脂/胺复合,通过XRD、TEM测定了纳米Fe2O3粉体的物相和粒径。结果表明,粉体均为α Fe2O3的刚玉结构,平均晶粒度为27.7nm。分析了复合过程中引发剂乙二胺用量对Fe2O3 环氧树脂/胺复合材料的影响,并探讨了该纳米复合材料的磁性以及在水和生理盐水中的溶解情况及温度对它的影响。

环氧树脂纳米复合材料电气性能研究综述

环氧树脂纳米复合材料因其优异的电气性能而成为当前研究热点,纳米颗粒与聚合物基质形成的界面区域被认为是决定复合材料性能的关键。从环氧树脂纳米复合材料的结构模型出发,综述了国内外关于环氧纳米复合材料的电导率、击穿强度、介电常数和介质损耗等介电特性及其对应机理的研究,分析了当前研究的不足与面临的挑战,并展望了未来环氧树脂纳米复合材料的研究方向。

纳米增强环氧树脂复合材料电气性能研究现状及发展方向

在电力工业领域,纳米增强环氧树脂复合材料因电气性能优异而获得较多关注,而决定复合材料性能的关键为纳米颗粒与聚合物基质形成的界面区域。基于环氧树脂纳米复合材料的结构模型,从直流电导率、击穿强度以及介电常数和介质损耗等角度出发,对纳米增强环氧树脂复合材料的电气性能研究现状进行综述,分析了当前环氧树脂复合材料研究中存在的不足与难点,展望了微观机理探析、颗粒分散方案优化及载流子输运调控等未来研究的主要方向。

碳纳米管聚合物复合材料的力学性质

用二甲基甲酰胺表面活性剂来超声分散多壁碳纳米管,制备成碳纳米管增强的环氧树脂基聚合物。常温下力学性能测试表明,随着碳纳米管含量的增加,其弹性模量先增后降。在50℃时,对于碳纳米管含量≤1%(质量分数)的复合材料,经历了可逆的粘弹性阶段后进入塑性变形,且温度对复合材料的弹性模量和拉伸强度影响较大;而对于碳纳米管含量>1%的复合材料,其力学性能反而发生退化。

基于聚醚胺一步还原和共价接枝的氧化石墨烯制备阻燃环氧树脂纳米复合物

通过环氧氨解反应,将聚醚胺(Huntsman Jeffamine M-2005)共价接枝到氧化石墨烯表面,同时实现氧化石墨烯的还原.通过红外光谱(IR)、X射线光电子能谱(XPS)、拉曼光谱、X射线衍射分析(XRD)、以及透射电镜(TEM)对聚醚胺接枝的还原石墨烯材料进行了表征.结果表明,聚醚胺不仅成功地接枝到了还原氧化石墨烯表面,而且还一定程度上还原了氧化石墨烯.进一步地,将聚醚胺接枝的还原氧化石墨烯添加到环氧树脂中,制备了功能化石墨烯/环氧树脂纳米复合物.热重分析(TGA)和极限氧指数(LOI)测试显示当聚醚胺接枝的还原石墨烯添加量为10 wt%时,复合物的残碳率(700℃)和LOI分别提高了137%和30%,表明聚醚胺接枝的还原石墨烯显著提高了环氧树脂的阻燃性能,是一种优良的具有潜在应用价值的阻燃剂.