湿热环境下脂环族环氧树脂绝缘子和硅橡胶复合绝缘子芯棒-护套界面老化特性研究

脂环族环氧树脂绝缘子因其优异的电气性能和良好的芯棒-护套界面粘接能力,有效地解决了早期硅橡胶体系复合绝缘子的界面问题,有望广泛应用于输电线路上。目前缺少对环氧树脂复合绝缘子和硅橡胶复合绝缘子芯棒-护套界面吸水老化特性的对比研究。该文对比了脂环族环氧树脂材料和硅橡胶材料的吸水、脱水、透水和透湿特性,并进行了水扩散试验方法,结果表明脂环族环氧树脂绝缘子具有更好的芯棒-护套界面粘接和耐老化性能。该文同时研究了氢氧化铝(alumina trihydrate,ATH)填料对环氧树脂吸水渗水特性的影响,为绝缘子用脂环族环氧树脂配方中ATH粒径和添加量的确定提供了理论支持。

复合绝缘子伞裙护套材料耐冲击力学特性研究

鸟啄复合绝缘子为输电线路的安全运行带来了严重的隐患。为进一步理解材料特性与鸟啄损伤程度之间的关系,文中基于冲击动力学理论,对复合绝缘子的伞裙护套材料的耐冲击力学特性进行了研究。建立了包含材料弹性模量、密度、泊松比、鸟嘴形状系数等相关参数的复合绝缘子鸟啄冲击模型。模型根据鸟啄速度分为弹性变形、塑性变形与流体变形3个阶段,描述了复合绝缘子伞套材料的鸟啄深度与鸟啄速度之间的关系。设计了模拟鸟啄的人工冲击试验,以硅橡胶与脂环族环氧树脂两种伞套材料为例,对比了两种材料的耐冲击特性。结果发现,硅橡胶伞套材料随冲击高度的增加,经历了弹性变形至塑性变形阶段。鸟啄冲击模型可以很好的描述硅橡胶材料所受冲击速度与冲击深度之间的关系。脂环族环氧树脂材料的冲击过程同样存在弹性、塑性变形阶段,但最终以裂纹扩展断裂形式开裂,与鸟啄冲击模型中侵入深度逐渐增加最终贯穿的过程不符,因此不适合该模型。相较于硅橡胶材料,脂环族环氧树脂伞套材料具有更好的耐冲击力学特性,更能抵御鸟啄侵害。

固体浮力材料的等静压成型工艺及性能

以脂环族环氧树脂为基体,空心玻璃微珠(HGMS)为填充材料,分别采用真空辅助等静压成型工艺和模压成型工艺制备了固体浮力材料,并对其性能进行了研究。结果表明:相较于模压成型工艺,采用真空辅助等静压成型工艺制备的固体浮力材料可以有效降低材料密度,提高最大可使用深度。在不断提高HGMS体积分数以得到更低密度深海固体浮力材料时,真空辅助等静压成型工艺制备的固体浮力材料比模压成型工艺制备的固体浮力材料的最大HGMS体积分数可提高1%,密度降低了4.86%,最大可使用深度提高了50%,可达3000 m。

双官能团液体脂环族环氧化合物的合成与性能

脂环族烯烃类化合物经过环氧化反应制备了三种液体脂环族环氧化合物 ,即 3,4 环氧环己基甲基 2′ ,3′ 环氧环己醚 (Ⅰe ) ,双 (2 ,3 环氧环己基 )醚 (Ⅱe )和双 (2 ,3 环氧环己烷 ) (Ⅲe ) .反应收率大于 80 % .用红外光谱、核磁共振谱、元素分析、环氧当量测定等方法证实了它们的结构 .三种环氧化合物在固化前都具有很低的粘度 (<10 0mPa·s ,2 5℃ ) ,用酸酐类固化剂热固化后得到的交联聚合物具有高的玻璃化转变温度 (Tg=15 0～ 180℃ )、低的线性热膨胀系数 (α1 =6 .0× 10 - 5 ～ 7.6× 10 - 5 ℃ ,α2 =14.5× 10 - 5 ～ 17.0× 10 - 5 ℃ )和较高的储存模量 (E′1 =2 .1～ 3.0GPa ,E′2 =0 .0 2 0～ 0 .0 33GPa) ,它们的总体性能好于国外同类产品ERL 42 2 1.在涂料。

TDE-85/DDS固化体系性能研究

通过凝胶时间与ＤＴＡ 分析，确定了ＴＤＥ－ ８５／ ＤＤＳ 体系的固化工艺，研究了动力学参数，其中活化能为５３ ．７３ｋＪ／ｍｏｌ，反应级数为０ ．９５０５ 。并测定了浇铸体及其复合材料的各项性能，结果表明，ＴＤＥ－ ８５ 环氧树脂及其复合材料具有优异的综合性能。

TDE—85环氧树脂应用性能研究

对于TDE— 85环氧树脂 ,采用间苯二胺 (MPD)、间苯二甲胺 (A— 5 0 )、二氨基二苯基砜 (DDS)、二氨基二苯基甲烷 (DDM)作为固化剂 ,确定了体系的最佳配比 ,通过DTA分析 ,确定了各体系的固化工艺 ,测定了各浇铸体的各项性能。结果表明 ,模量最高达 5 .30GPa ,耐温性 15 0℃～ 2 0

环氧有机硅阳离子型光敏预聚物的合成及其光敏性能的研究

合成了环氧有机硅光敏预聚物及阳离子光引发剂甲苯茂铁四氟硼酸盐 ,研究光引发剂种类、预聚物与单体配比、增感剂结构等因素对固化速度的影响 ,发现预聚物体系的感度较高 ,最小感度值为 1 65mJ/cm2 ;

新型三官能团脂环族环氧化合物的合成、表征及其阳离子引发光固化活性研究

以双环戊二烯等为原料合成一种新型三官能团液体脂环族环氧树脂.通过红外光谱、核磁共振氢谱及质谱等对其中间体及环氧树脂的结构进行了表征.所得脂环族环氧树脂采用阳离子引发剂二甲苯基碘六氟磷酸盐引发进行紫外光固化,对其光固化活性进行了研究,同时讨论了氧化剂过氧化苯甲酰对该光固化体系的增感作用.研究结果表明,新合成的脂环族环氧树脂采用二甲苯基碘六氟磷酸盐引发可以进行光固化,过氧化苯甲酰明显地加快了其光固化速度,固化膜具有较好的热稳定性.

水分在环氧树脂复合绝缘子护套中的渗透特性

水分是导致芯棒老化甚至断裂的重要因素。水分可在护套中渗透并进入芯棒,因而护套减弱水分在其中渗透过程的性能与复合绝缘子的耐老化性能密切相关。采用脂环族环氧树脂制成复合绝缘子护套,以提高护套减弱水分渗透的性能。为比较环氧树脂与传统硅橡胶材料减弱水分渗透的性能,采用称重法获得了两种材料吸湿时的质量变化,通过渗水试验测量了水分在两种材料中的渗透速率。在试验基础上,对芯棒和护套间界面存在气隙时水分渗透过护套的过程建立了模型。试验和模型结果表明:水分在这两种材料中的扩散均满足朗缪尔扩散模型;环境温度为25℃时,3～5mm厚环氧树脂护套的渗水速率为同样厚度的硅橡胶护套的4%～6%;Langmuir模型中参数α、β的比值α/β与护套材料减弱水分渗透的性能呈现正相关,环氧树脂护α/β的值为2.8左右,硅橡胶护套α/β的值为1.0左右;采用环氧树脂护套可以延长芯棒和护套界面气隙内水分质量浓度到达饱和的时间。因此,与传统硅橡胶护套相比,环氧树脂护套可以更好地减弱水分在其中的渗透。

阳离子光引发剂[CpFe（η^6—tol）]BF4光聚合活性及增感的研究

研究了阳离子光引发剂 [CpFe(η6 tol) ]BF4引发脂环族环氧树脂ERL 4 2 2 1阳离子光聚合的活性 .其响应峰在 374nm和 4 5 0nm处 ,大于二甲苯基碘盐的 2 4 0nm ,具有更高的感度 .同时 ,研究了一些不同种类的过氧化物对[CpFe(η6 tol) ]BF4的增感作用 ,敏化效果与其氧化性一致 :过氧化羟基异丙苯(CHP)≈过氧化苯甲酰 (BPO) >过氧化二异丙苯 (DCP) ,研究了光敏体系的紫外吸收光谱和荧光发射光谱 。

环三磷腈基多官能液体脂环族环氧树脂的合成

以双环戊二烯、乙二醇和六氯环三磷腈为原料合成一种新型环三磷腈基多官能脂环族环氧化合物(PCNEP)。采用傅里叶变换红外光谱、核磁共振、质谱分析和测定环氧值等方法对 PCNEP 及其中间体的化学结构进行了表征。合成的脂环族环氧树脂用甲基四氢邻苯二甲酸酐固化,并通过热重分析将 PCNEP 固化物的热性能与商品化脂环族环氧树脂 ERL-4221进行了比较。结果表明:PCNEP 固化物的起始热分解温度低于 ERL-4221固化物,但在500℃和700℃的高温下,PCNEP 固化物的残炭量分别为28.87%,24.73%。

高折射率脂环型环氧有机硅预聚体的合成

以高含氢硅油(甲基氢硅油)为原料,在Lamoreaux催化剂作用下,先与N-烯丙基咔唑进行硅氢加成反应,再与4-乙烯基环氧环己烷反应,合成了折射率达1.577的脂环型环氧有机硅预聚体(Ep-Cz-SiO)。Ep-Cz-SiO的结构由1H NMR和IR表征,并确定了分子中咔唑基团的含量。咔唑基团的引入显著提高了环氧有机硅预聚体的折射率。热重分析表明,所制备的带有咔唑基团的脂环族环氧有机硅预聚体的热稳定性高于含氢硅油原料。

高压户外复合绝缘子外绝缘材料的研究与应用进展

在21篇文献的基础上,综述了近年来高压户外绝缘子外绝缘材料的最新研究与应用进展情况。主要介绍了高压户外绝缘子绝缘材料所面临的老化问题与老化机理。重点详细介绍了有机硅橡胶(SR)与脂环族环氧树脂(HCEP)等常见绝缘材料的化学与物理特性以及在高压户外绝缘子制造中的应用情况。

ZnCl_2/活性白土催化剂的制备及其催化Diels-Alder反应研究

采用等体积浸渍法制备了活性白土负载ZnCl2固体酸催化剂,并以脂肪酸甲酯与马来酸二丁酯合成C22-环脂肪三酸酯的Diels-Alder反应评价其催化性能。考察了ZnCl2负载量及焙烧活化温度对催化剂活性的影响;比较了几种不同催化剂的催化活性,结果表明,ZnCl2负载量为0.5 mmol/g,在300℃下焙烧活化4 h所制得的催化剂,可以使脂肪酸甲酯与马来酸二丁酯反应生成C22-环脂肪三酸酯的收率达到58.5%。ZnCl2/活性白土负载型催化剂的活性明显大于载体(活性白土)活性与ZnCl2活性的简单加和。利用XRD、TG-dTG等分析测试手段对活性白土负载ZnCl2催化剂的结构进行了表征。结果表明,经活化处理ZnCl2与载体(活性白土)内表面的羟基之间发生了化学键合,形成了新的活性物种Zn(OH)Cl,从而提高了催化剂的催化活性。

常温固化酚醛环氧涂料的研制

选择环氧官能度适中的酚醛环氧树脂作为基料,以脂环胺作为固化剂,制备了常温固化酚醛环氧涂料。考察了脂环胺的加成改性对其抗发白性和黏度的影响;探讨了3种脂环胺的耐化学品性差异;研究了苯甲醇对酚醛环氧漆膜的固化程度和耐化学品性的影响;分析了偶联剂对涂膜的抗阴极剥离作用。结果表明:选用官能度适中的DEN431作为酚醛环氧树脂;活泼氢当量为65的改性4,4’-二氨基二环己基甲烷作为固化剂;以苯甲醇作为增塑剂,其用量为酚醛环氧树脂的7.5%;以KH-550作为偶联剂,其用量为酚醛环氧树脂的0.5%(质量分数,下同);以DMP-30作为促进剂,其用量为酚醛环氧树脂的0.8%,得到耐化学品性与耐温性优异的常温固化酚醛环氧涂料。

由苧烯合成脂环族双环氧化合物及固化物热性能

以天然产物(R)-(+)-苧烯为原料,通过烯烃加氢烷基化、酯化和有机过氧化物环氧化反应合成得到含有苧烯结构单元的新型双官能团脂环族环氧化合物。利用核磁共振波谱(1HNMR和13CNMR)、质谱和红外光谱(FTIR)来表征反应中间体和脂环族环氧化合物结构。以2-乙基-4-甲基咪唑为促进剂、酸酐为固化剂,采用示差扫描量热(DSC)和热重分析(TGA)方法研究该脂环族环氧固化物的热性能。环氧化合物与甲基六氢邻苯二甲酸酐、4-环己烯-1,2-二甲酸酐和内亚甲基邻苯二甲酸酐固化产物的Tg分别为158、137、150℃。结果表明,脂环族环氧化合物与酸酐固化剂热固化后得到的交联聚合物具有良好的热性能。

一种双官能团环氧单体的合成及其UV固化性能研究

作者用廉价易得的乙二醇和石油化工产品双环戊二烯(DCPD)在H2SO4的催化下得到2 [(三环[5.2.1.02,6]癸 4 烯 8 基)氧]乙醇(TDEE)。通过正交实验得出其最佳合成条件:n(DCPD)∶n(乙二醇)=2∶3,以占二者总质量28 9%的w(H2SO4)=98%的硫酸做催化剂,在120℃反应5h。此条件下,TDEE的产率达76 8%。再经过己二酸酯化和环氧化合成了一种脂环族双官能团环氧单体———己二酸二{2 [(5 氧杂四环[6.2.1.02,7.04,6]十一烷 9 基)氧]}乙基酯(OTUEA),并对反应条件进行了优化。酯化反应的适宜条件是:每1mol己二酸用甲苯6 5mol作为带水剂,n(己二酸)∶n(H2SO4)=9∶1,己二酸二{2 [(三环[5.2.1.02,6]癸 4 烯 8 基)氧]}乙酯(TUEA)的产率可达97 7%;环氧化反应的适宜条件为:n(PhCO3H)∶n(TUEA)=2 2∶1,温度0℃,反应时间24h,环氧化产率为95 4%。用FTIR、1HNMR对其结构进行了表征。利用紫外灯与FTIR并用的方法对其UV固化行为进行了研究,得到其转化率随时间的变化曲线,将它与商业化的产品UVR-6110的UV固化行为比较,发现OTUEA的UV固化活性更高,是一种很好的阳离子型UV固化单体。

合成C_(22)-环脂肪三酸酯的ZnCl_2/凹凸棒石催化剂的制备与表征

以凹凸棒石(ATP)为载体,采用等体积浸渍法制备了负载Zn Cl2的凹凸棒石催化剂(Zn Cl2/ATP),并以脂肪酸甲酯(FAME)与马来酸二丁酯合成C22-环脂肪三酸酯的Diels-Alder反应评价其催化性能。研究了载体酸化浓度、酸化时间、Zn Cl2负载量、焙烧活化温度及制备方法等催化剂制备条件对催化活性的影响;考察了催化剂的重复利用性能。利用BET、XRD、TG-DSC、FT-IR、SEM等手段对催化剂的结构形貌进行了表征。结果表明Zn Cl2/ATP催化剂的适宜制备条件为:ATP载体经1.0 mol?L-1的盐酸酸化4 h,Zn Cl2负载量为1.0 mmol?g-1,焙烧活化温度为350℃。使用此条件下制备的催化剂,原料转化率可达98.9%,C22-环脂肪三酸酯产率可达84.6%。XRD、TG-DSC、FT-IR分析结果表明,负载的Zn Cl2与载体表面的羟基之间发生了化学键合,可能形成了O-Zn-Cl新的Lewis酸活性位,增加了催化剂表面总酸度,从而提高了催化剂的活性。

光固化碳纤维布/CEP-ES复合材料粘接修理金属损伤结构

设计了具有紫外光辐照引发自蔓延固化特性的脂环族环氧树脂（CEP）与有机硅树脂（ES）的混合树脂体系（CEP-ES）,并以它们为基体实现了碳纤维增强复合材料的快速光固化.研究了以光固化碳纤维复合材料为补片粘接修理金属损伤结构的影响因素.结果表明,有机硅树脂的引入不仅可以有效提高粘接修理的效果,而且可以改善粘接修理结构的耐湿热性能,当ES的质量比为20％ ～ 30％时,粘接修理结构具有最好的承载能力;适当增加复合材料补片的长度和层数可以有效提高粘接修理的效果;双面贴补修理比单面贴补修理具有更好的粘接修理效率.

脂环族环氧树脂的合成

综述了几种常见脂环族环氧树脂的共同特性及其合成方法 ,重点回顾了有机过氧酸环氧化法制备脂环族环氧树脂的发展和现状。