環(huán)氧樹(shù)脂-蒙脫土納米復(fù)合材料電樹(shù)枝特性研究.pdf

1、環(huán)氧樹(shù)脂具有十分優(yōu)秀的電絕緣性能、良好的物理力學(xué)性能、耐酸堿腐蝕性、優(yōu)秀的粘結(jié)能力，在電氣絕緣、電子工業(yè)以及建筑施工等領(lǐng)域已經(jīng)被廣泛使用。在高壓電氣行業(yè)，固化體系為酸酐類的環(huán)氧樹(shù)脂擁有較優(yōu)秀的絕緣性能。然而由于其韌性差、耐沖擊強(qiáng)度低、質(zhì)脆等不足，加上絕緣材料長(zhǎng)期在強(qiáng)電場(chǎng)下普遍會(huì)產(chǎn)生電樹(shù)枝老化現(xiàn)象，所以這些都成為了對(duì)環(huán)氧樹(shù)脂電絕緣材料的應(yīng)用向超高壓、特高壓領(lǐng)域發(fā)展的障礙。人們已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，環(huán)氧樹(shù)脂與無(wú)機(jī)納米微粒通過(guò)一定的手段復(fù)合成為的新型納米

2、復(fù)合材料，能夠顯著的提高電絕緣材料的綜合性能。
　　本文選用 E44型號(hào)的雙酚 A型環(huán)氧樹(shù)脂作為基體，采用長(zhǎng)烷基季銨鹽插層劑有機(jī)化處理的蒙脫土(O-MMT)作為改性填料，酸酐類固化劑選用甲基六氫鄰苯二甲酸酐，并通過(guò)熔體插層復(fù)合法制備出 EP/MMT納米復(fù)合材料。利用掃描電子顯微鏡(SEM)觀測(cè) EP斷面微觀結(jié)構(gòu)形態(tài)，對(duì)比不同混料工藝O-MMT片層的存在狀態(tài)。
　　采用埋針的方式制備出針板電極系統(tǒng)試樣，通過(guò)高倍電子顯微鏡對(duì)針板

3、間距、針尖曲率半徑等進(jìn)行了嚴(yán)格的篩選。采用偏光電子顯微鏡(PLM)對(duì)純EP以及 EP/O-MMT針尖處內(nèi)應(yīng)力分布情況進(jìn)行了觀測(cè)，發(fā)現(xiàn) O-MMT能夠較大程度上削弱由于基體樹(shù)脂在固化過(guò)程中與金屬電極收縮率的巨大差距所導(dǎo)致的內(nèi)應(yīng)力集中現(xiàn)象。對(duì)電樹(shù)枝起樹(shù)電壓進(jìn)行了數(shù)據(jù)分析，隨著 O-MMT含量的提高，起樹(shù)電壓呈現(xiàn)升高的趨勢(shì)。采用超聲分散的方式對(duì)EP基體與O-MMT的混料工藝進(jìn)行了改進(jìn)。根據(jù)大量實(shí)驗(yàn)結(jié)果證實(shí)，電樹(shù)枝的起樹(shù)率隨著含量的提高而明顯下

4、降。并且實(shí)時(shí)測(cè)量不同階段電樹(shù)枝縱向的生長(zhǎng)長(zhǎng)度，發(fā)現(xiàn)當(dāng) O-MMT含量為3％、5％時(shí)，相比于1％含量而言，對(duì)電樹(shù)枝的生長(zhǎng)速度抑制作用更加明顯。采用脈沖電流法局部放電檢測(cè)了室溫下純 EP以及 EP/O-MMT納米復(fù)合材料的電樹(shù)枝生長(zhǎng)各個(gè)階段的局部放電現(xiàn)象。由于 O-MMT對(duì)電樹(shù)枝的生長(zhǎng)產(chǎn)生了較大的阻礙作用，相比于純 EP的局部放電放電量為10-20pC而言，納米復(fù)合材料電樹(shù)枝局部放電量很小，很長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)維持在1pC以下，只有通過(guò)靈敏度很高的檢

5、測(cè)系統(tǒng)才能夠精確測(cè)量，并且放電相位變窄，聚集在50°附近。對(duì)EP以及不同含量 O-MMT/EP納米復(fù)合材料的玻璃化溫度進(jìn)行了測(cè)量，O-MMT片層提高了EP樹(shù)脂基體的玻璃化溫度，從EP基體的110℃提高到了5％含量O-MMT復(fù)合材料的125℃。最后觀察了2h實(shí)驗(yàn)時(shí)間內(nèi)，純EP試樣與3％含量O-MMT納米復(fù)合材料在60℃、90℃、120℃以及150℃溫度下的電樹(shù)枝形態(tài)，得出結(jié)論是 O-MMT/EP納米復(fù)合材料各個(gè)溫度條件下其耐電樹(shù)枝化性能都