【摘 要】
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无机纳米粒子填充是改善环氧树脂电气及耐热性能的重要方法。为了提高纳米二氧化硅/多官能团环氧树脂的界面结合强度,改善纳米填充复合材料的高温绝缘性能,本文研究了基于超支化聚酯（HEP）的纳米无机材料表面处理及其用于多官能团环氧树脂填充改性的方法,并着重分析了改性复合材料的绝缘特性变化规律及改性机理。首先,本文研究了基于低温等离子体辅助的超支化聚酯接枝方法,在100/5的N2/Ar流量比及7L/min气
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无机纳米粒子填充是改善环氧树脂电气及耐热性能的重要方法。为了提高纳米二氧化硅/多官能团环氧树脂的界面结合强度,改善纳米填充复合材料的高温绝缘性能,本文研究了基于超支化聚酯（HEP）的纳米无机材料表面处理及其用于多官能团环氧树脂填充改性的方法,并着重分析了改性复合材料的绝缘特性变化规律及改性机理。首先,本文研究了基于低温等离子体辅助的超支化聚酯接枝方法,在100/5的N2/Ar流量比及7L/min气体流量下,施加11kHz的重复微秒高压脉冲,可产生含0.38～0.41eV激发温度电子流的低温等离子体,并经180s的气液两相放电活化处理,可在纳米二氧化硅表面接枝超支化聚酯单体,获得表面多端羧基的活性二氧化硅纳米填料。其次,本文制备了 1-10wt%改性二氧化硅填充的双酚A型多官能团环氧树脂,并着重研究了改性树脂的绝缘特性。实验结果表明,与无填充树脂相比,本文制备的改性复合材料在75℃的介电常数可降低0.52～0.54,介质损耗可降低10.0%～85.9%;改性树脂的玻璃化转变温度可提高16～19℃;25℃下的工频电导率和直流电导率可分别降低13.8%和51.2%,在75℃下则可分别降低12.1%和51.8%。并且,在工频电场下,改性材料的内部起始局放场强也提高了 38.7%,交流击穿场强则提高了 41.1%。本文研究认为在气液两相介质阻挡放电等离子体处理下,超支化聚酯可成功植入纳米二氧化硅表层,将其引入多官能团环氧树脂固化体系,则可在复合材料内部形成弥散分布的强结合纳米尺度无机/有机界面,从而影响多官能团环氧树脂的介电弛豫、载流子输运以及玻璃化转变等物理过程,进而改善复合材料的整体绝缘特性。本文的研究结论可为环氧复合材料的改性问题提供新的解决途径,对其他有机复合绝缘材料改性工艺方法的完善也具有参考意义。
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