钛酸钡/环氧树脂复合材料的制备及其介电性能的研究

钛酸钡/环氧树脂(BaTiO3/EPR)复合材料是最有潜力用于嵌入式电容器的储能介质材料.以不同粒径BaTiO3(BT)与环氧树脂(EPR)复合制备了BaTiO3/EPR复合材料,主要研究了粒径和温度对其介电性能的影响.研究发现复合材料的介电常数和介电损耗均随着温度的升高而升高,这是由环氧树脂基体的膨胀以及BaTiO3的相转变共同引起的.0.1μm的BaTiO3(BT-01)和环氧树脂基体的界面结合力好,组成的复合材料比0.7μm的BaTiO3(BT-07)组成的复合材料介电性能的温度稳定性较好.     

无机颗粒形状对高储能密度有机复合材料介电性能的影响

通过在有机基体内添加无机陶瓷颗粒形成二相复合材料是当前研究高储能密度的热点和难点,材料的静电储能特性由其内部电场分布决定。对于纯高聚物材料在均匀外电场环境中其内部电场分布均匀,但当填充无机颗粒形成复合材料时,材料局部电场会发生畸变,进而影响复合材料的介电性能。本文通过有限元方法系统研究了不同形状颗粒,包括球型、纤维状和圆片状颗粒及其空间分布的电响应特性,进而分析其对复合材料储能特性的影响。结果表明,颗粒形状及空间分布的不同均会产生不同的局部电场分布,对于球型颗粒其顶端和低端会出现明显的电场集中现象;对于纤维状颗粒,当其长径比较小时,其端部束缚电荷产生的电场畸变不能被忽略。最后,本文建立了不同形状颗粒填充复合材料三维有限元模型,计算结果表明,在相同填充浓度下,一维纤维状颗粒填充复合材料的介电常数最大,二维圆片状颗粒填充复合材料介电常数最小,而球型颗粒填充复合材料介于二者之间。本文对理解复合材料储能特性的微观机制具有重要的意义。      

聚乙烯吸水特性与水树的关系

对聚乙烯及改性聚乙烯的吸水特性和水树形成规律进行了研究。实验结果发现,尽管改进聚乙烯有较大的吸水率,但却可以抑制水树的形成。乙烯－丙烯酸共聚物（EAA）和三梨糖醇在抑制聚乙烯的水树形成机理上有所不同。     

聚苯胺/乙炔炭黑多孔复合材料的制备及性能研究

以纳米乙炔炭黑在反应体系中的聚集体为模板,采用化学氧化法制备了多孔形貌的聚苯胺。讨论了乙炔炭黑经硝酸液相氧化处理对聚苯胺/炭黑复合材料形貌、导电性及热性能的影响。研究结果表明,在聚苯胺掺杂酸盐酸用量增加到80mL时两种复合材料都具有多孔结构,并且由于炭黑经硝酸液相氧化后分散性及表面性质得到改善,产物呈现出明显的一维线性结构,该复合材料电导率高达5.55S/cm。多孔复合材料热分解温度均在430℃左右。     

乙烯-丙烯酸共聚物改性聚乙烯的空间电荷对电树和水树的影响

通过添加不同含量的乙烯 -丙烯酸共聚物 (EAA)改善了聚乙烯 (PE)的电气性能。用电声脉冲法测量了样品中的空间电荷分布。测出了在直流预压电压下的短路电树枝的起始电压。对交流电压下抑制水树枝的产生和成长也做了研究。试验发现 ,不同EAA含量的试样中空间电荷的累积、短路 50 %电树枝的起始电压以及水树枝的形成有一定关系。空间电荷的测量可作为衡量改善试样耐电树枝和水树枝能力的手段     

MWCNTs改善WS2/三元乙丙橡胶复合材料的非线性电导特性与热导性能

通过在一定量的纳米WS₂中添加极少量的多壁碳纳米管（MWCNTs）,形成MWCNTs-WS₂复配填料,采用双辊开炼机将三元乙丙橡胶（EPDM）与不同配比的复配填料混合制备了不同MWCNTs含量的MWCNTs-WS₂/EPDM复合材料。并研究了极少量的MWCNTs添加对MWCNTs-WS₂/EPDM复合材料非线性电导性能、直流击穿性能和导热性能的影响。结果表明,极少量的MWCNTs对MWCNTs-WS₂/EPDM复合材料在25℃时的非线性电导特性起到明显的增强作用,且随着MWCNTs含量的增加,复合材料非线性电导特征有明显的规律性变化;由于MWCNTs自身的高电导率和电导正温度系数效应,MWCNTs-WS₂/EPDM复合材料电导率随电场强度的变化趋势在80℃时不再表现非线性特征。另外,极少量的MWCNTs对MWCNTs-WS₂/EPDM复合材料的热导率有明显地改善。      

硅烷偶联剂对介电弹性体复合材料电-机转化敏感度的影响

利用硅烷偶联剂KH550、KH570对无机纳米TiO2粒子进行表面改性,经机械共混及压延成型方法制备出3种界面结构的TiO2/室温硫化硅橡胶(RTV)介电弹性体复合材料。利用FTIR及DSC研究TiO2纳米粒子的表面改性情况,并研究不同硅烷偶联剂对复合材料介电性能和力学性能的影响。结果表明:KH550改性TiO2掺杂的复合材料较纯TiO2或KH570改性掺杂的复合材料其功能性明显提高。采用KH550改性TiO2使得复合材料拥有更高的介电常数,更低的弹性模量,使电-机转化敏感度较未改性前提高了57.4%。     

EVA/CB-MWNTs半导电屏蔽材料的制备与电性能研究

采用熔融共混及热压交联的方法制备了乙烯醋酸乙烯酯(EVA)/碳黑(CB)-多壁碳纳米管(MWNTs)新型半导电屏蔽复合材料。研究了不同MWNTs含量对半导电屏蔽复合材料电性能及力学性能的影响。结果表明:MWNTs的引入使复合材料变温下的电阻率稳定性提高,且MWNTs含量越大,效果越明显;MWNTs的引入使复合材料的断裂伸长率和拉伸强度上升,随着MWNTs用量的增加,力学性能增强效果下降;MWNTs的引入使复合材料在拉伸时的电阻上升,且MWNTs用量越大,电阻上升幅度越明显。     

抑制聚乙烯中水树生长的试验研究

本文研究了乙烯丙酸共聚物（EAA）作为一种改性添加剂对聚乙烯（PE）中水树生长的抑制作用。通过添加不同含量的EAA,在交流电场下进行水树生长试验,找到了交流电场EAA抑制水树生长的最佳含量,并对试样进行了不同的热处理及机械性能的测试,探讨了结晶形态对PE中水树生长抑制的机理。     

乙烯-丙烯酸共聚物用作交联聚乙烯绝缘水树抑制剂的研究

以极性的乙烯 -丙烯酸共聚物 (EAA)对交联聚乙烯 (XL PE)进行了共混改性 ,使 XL PE由憎水性变为有一定程度的亲水性。分析了实验 XL PE样品中形成水树的原因及抑制水树的机理 ,认为水树形成的条件是在结构缺陷处有水滴形成 ,而抑制的方法就是设法消除水滴的形成。实验中找到了抑制 XL PE中水树形成的最佳 EAA含量