无机纳米杂化聚酰亚胺薄膜的研究进展

无机纳米杂化聚酰亚胺复合薄膜因无机填料在聚合物基体中纳米尺度的分散以及与基体间强的化学结合而具有较常规聚酰亚胺薄膜材料更优异的力学性能、热稳定性能、高绝缘性能及耐电晕性能等.依据国内外聚酰亚胺纳米杂化薄膜材料的最新研究情况,重点综述了SiO2/Al2O3、SiO2/Ti2O3、SiO2、TiO2、Al2O3、SiC、MMT等纳米杂化聚酰亚胺薄膜的研究进展,表明其是一种性能优异、具有广泛应用前途的有机一无机纳米复合材料,但尚存在许多需进一步深入研究的问题.     

无机纳米粒子改性聚酰亚胺电学性能研究现状

从无机纳米粒子杂化聚酰亚胺（PI）角度出发,综述和评论近年来国内外对PI杂化材料介电常数、电导率、电气强度和耐电晕性等的研究现状,阐述不同无机纳米粒子掺杂对PI材料电学性能的影响,分析PI杂化过程中存在的问题,并展望了PI杂化材料可深入研究的方向。     

纳米硅/铝氧化物杂化聚酰亚胺薄膜的制备与电性能研究

采用水热法制备纳米氧化铝溶胶,溶胶-凝胶法制备氧化硅溶胶,并将两者掺杂到聚酰亚胺(PI)基体中.实验中固定无机物掺杂总量为24%,通过调整纳米硅/铝氧化物的摩尔比,制备出一系列的无机纳米杂化聚酰亚胺薄膜.利用扫描电子显微镜(SEM)、耐电晕测试装置、耐击穿测试装置对薄膜进行了表征与测试.结果表明:硅溶胶掺杂量较小时,纳...     

液氮下杂化薄膜材料的直流击穿性能研究

对纯聚酰亚胺薄膜Dupont 100HN、杂化聚酰亚胺薄膜Dupont 100CR、纯诺梅克斯纤维纸Dupont Nomex T410、杂化诺梅克斯纤维纸Dupont Nomex T418、聚酰亚胺薄膜Dupont150FN019(由纯聚酰亚胺薄膜100HN和铁氟龙构成分层结构的薄膜)及聚酰亚胺薄膜150FCR019(由杂化聚酰亚胺薄膜100CR和铁氟龙构成分层结构的薄膜)在液氮下进行直流击穿测试,并对非杂化薄膜和杂化薄膜的直流击穿性能进行比较。结果显示杂化薄膜直流击穿场强高于非杂化薄膜材料,并对非杂化薄膜和杂化薄膜击穿的差异性进行了分析。     

纳米硅/铝氧化物杂化聚酰亚胺薄膜电性能研究

为了提高聚酰亚胺薄膜的电学性能,将纳米硅/铝氧化物掺杂到聚酰亚胺(PI)基体中,通过固定掺杂总量,调整纳米硅/铝氧化物的相对质量百分含量,制备出一系列的无机纳米杂化聚酰亚胺薄膜。采用SEM(扫描电镜)表征了薄膜的表面形貌,对薄膜电气强度和耐电晕寿命进行了测试。结果表明:无机纳米杂化聚酰亚胺薄膜与纯的聚酰亚胺薄膜相比其电性能大幅度提高。     

纳米锆-铝复合氧化物杂化聚酰亚胺耐电晕薄膜的研究

采用微乳化-热液法制备了一系列经自制偶联剂处理的纳米锆-铝复合氧化物分散液,采用原位聚合法制备了纳米锆-铝复合氧化物杂化聚酰亚胺复合薄膜,对纳米分散液及复合薄膜的掺杂层进行透射电镜测试,并对复合薄膜的高温耐电晕性能、电气强度、力学性能进行测试及分析。结果表明:分散液中纳米粒子的尺寸达到纳米级,纳米锆-铝复合氧化物杂化PI薄膜的耐电晕性能大幅提高;在固定无机物掺杂量为22%,Zr与Al的物质的量之比为1.2∶9时,PI薄膜的耐电晕寿命达到10.35 h,电气强度达到274.91 MV/m,拉伸强度为146.4 MPa,断裂伸长率为43.0%。     

聚酰亚胺薄膜绝缘材料耐电晕机理研究

为了探讨聚酰亚胺薄膜绝缘材料耐电晕机理,对自制纳米杂化聚酰亚胺(PI)薄膜进行不同时间的电晕预处理,并对电晕预处理后的试样分别进行电晕老化与热激电流(TSDC)测试,结果发现在适当的电晕预处理条件下,纳米杂化PI薄膜的耐电晕寿命会得到提高,且薄膜耐电晕寿命、热激电流活化能都与薄膜电晕预处理时间存在一定关系,二者变化趋势大致相同。分析表明纳米杂化PI薄膜的耐电晕寿命与其中受陷载流子的状态有关,当材料中均匀分布能级较深的稳定的载流子陷阱时,材料表现出较好的耐电晕性能。     

介电导热云母/氮化硼纳米杂化聚酰亚胺薄膜的制备与性能研究

首先以六方氮化硼(h-BN)微粉及绢云母微粉(Mica)为原料,通过冻融循环结合超声工艺剥离出氮化硼纳米片(BNNS)及云母纳米片(MNS);之后以BNNS和MNS为绝缘导热填料,采用原位聚合法及二步法的水性聚酰亚胺(PI)工艺,制备了云母/氮化硼纳米杂化聚酰亚胺薄膜(简称为MNS/BNNS纳米杂化PI薄膜).研究了不同MNS/BNNS填充量对纳米杂化PI薄膜性能的影响,采用XRD、TEM、AFM对BN、BNNS、Mica、MNS的形貌、结构进行了表征,并测定了MNS/BNNS纳米杂化PI薄膜的导热系数、介电常数及电气强度等性能.结果表明:当m(MNS)∶m(BNNS)=1∶2时,纳米杂化PI薄膜具有较好的综合性能,导热性能比纯PI大幅提高,导热系数为0.743 W/(m·K),电气强度可达246 MV/m,介电常数为5.28.     

纳米杂化聚酰亚胺薄膜制备方法的研究进展

概述了纳米杂化聚酰亚胺薄膜的主要特点,分别介绍了采用共混法、溶胶-凝胶法、原位聚合法和插层复合法等方法制备PI薄膜的方法及其性能,分析了各种改性技术存在的问题,并对纳米杂化PI薄膜的发展趋势进行了展望.     

绝缘文摘与专利

SiO2含量对PI/SiO2杂化薄膜性能的影响/王勇涛;王伟伟;张学艳;等/功能材料,2011(08)聚酰亚胺与Si O2杂化形成的有机-无机杂化薄膜体现出了优异的综合性能,在催化与分离、微电子、光电和绝热材料等领域具有广泛的应用及发展潜力。杂化材料相关的研究也越来越多,就Si O2含量对聚酰亚胺/Si O2杂化薄膜的光、电、热和力学性能的影响进行综述,总结     

连续方波脉冲电压下温度对聚酰亚胺薄膜局部放电特性的影响

为了评估温度对局部放电(partial discharge,PD)特性的影响,对连续方波脉冲电压条件下的局部放电测试系统进行了改进,并采用该系统测试变频电机用聚酰亚胺纳米复合薄膜在不同温度条件下的局部放电特性,分析了不同温度下的局部放电散点图、放电次数及绝缘寿命。试验结果表明:局部放电多集中在方波脉冲的上升沿及下降沿附近,且在电压负半周期平顶区内,出现了大量放电;同时,随着实验温度的增加,局部放电次数及放电幅值虽然降低,但聚酰亚胺的绝缘寿命也逐渐降低,这说明局部放电只是引起聚酰亚胺纳米复合薄膜绝缘失效的原因之一,高温条件下活性电子的入陷、脱陷过程及空间电荷造成的电场畸变可能是诱导绝缘失效的另一个因素。     

高频脉冲下牵引电机绝缘的局部放电特性

变频牵引电机定子绝缘承受来自变流器的连续高压方波脉冲,可能导致绝缘过早失效,其老化机理与工频交流电压作用下差异很大。局部放电是导致变频调速牵引电机绝缘失效的主要原因之一。研究高频方波脉冲下的局部放电特性为牵引电机绝缘材料的改进和优化提供理论基础,试验分析了普通和聚酰亚胺纳米复合薄膜制成的电磁线寿命,结果发现纳米试样的寿命得到很大提高。针对普通和聚酰亚胺纳米复合薄膜研究了不同脉冲频率、上升时间和温度对放电起始电压、平均放电量和放电次数的影响。结果表明,频率的增加、上升时间的缩短和温度的增加加剧了局部放电活动,普通薄膜试样的局部放电活动更强,其原因是纳米粒子的添加导致纳米复合薄膜存在大量界面区和电导率增加,电荷的迁移速率增大,空间电荷累积效应减弱。     

聚酰亚胺/纳米氧化铝复合薄膜的研究

采用溶胶-凝胶法制备了聚酰亚胺／A1203,纳米复合薄膜,通过测定胶液在贮存过程中粘度的变化研究了纳米复合胶液的贮存稳定性,采用热失重分析、拉伸强度和体积电阻率等测试方法研究了纳米复合薄膜的性能。结果表明,当A1K）,含量不大于14％时,纳米Alz03前驱体的存在对纳米复合胶液的贮存稳定性影响不大或基本上没有影响;与纯PI薄膜相比,Ah03含量不大于5％时,纳米复合薄膜的表观分解温度、拉伸强度以及常态下的体积电阻率均有明显提高：纳米A120,的存在有利于改善高温电性能。     

二层柔性覆铜板用聚酰亚胺研究进展

简要介绍了二层柔性覆铜板的生产工艺、基体树脂配方及其性能特点,重点介绍了五类二层柔性覆铜板用的聚酰亚胺树脂即全芳香型、醚酮型、双酚(砜)A型、芳香酯型、混合型的聚酰亚胺树脂的研究进展,及其生产的二层柔性覆铜板的性能。     

聚酰亚胺薄膜中电荷输运机理和空间电荷特性

通过测量比较耐电晕型和普通聚酰亚胺薄膜空间电荷积聚的阈值电场,分析温度对空间电荷分布的影响,以此来研究聚酰亚胺薄膜中电荷输运机理和空间电荷的特性.试验结果表明:耐电晕型聚酰亚胺薄膜空间电荷积聚的阈值场强高于普通聚酰亚胺薄膜,纳米粒子的加入有效地提高了耐电晕型薄膜的介电性能.此外,温度的升高促进电极发射电荷,增大电荷的能量和电导率,使得空间电荷的数量不断地增加,入陷的位置逐渐向介质体内移动,这与聚酰亚胺薄膜绝缘老化、击穿关系密切,是空间电荷的重要特性.     

我国聚酰亚胺薄膜制造技术发展水平的评估

作者从近四十年研究、开发聚酰亚胺薄膜的经验出发评估我国聚酰亚胺薄膜制造技术的发展水平，提出我国发展聚酰亚胺薄膜的策略，建议合成技术、制膜工艺技术及设备技术三方面同步协调发展。     

可溶性聚酰亚胺研究进展

归纳了通过分子设计合成可溶性聚酰亚胺的7种主要方法,一是在聚合物主链中引入柔性结构单元,二是在聚酰亚胺链中引入大的侧基或侧链,三是在聚酰亚胺链中引入三氟甲基取代基,四是在聚酰亚胺链中引入扭曲的非共平面结构,五是通过共聚合反应等手段改善聚酰亚胺的溶解性,六是在聚合物主链中引入酰胺结构,七是合成超枝化的聚酰亚胺。     

高压脉冲电压下聚酰亚胺的电老化机理

在高压脉冲电压下对聚酰亚胺膜的绝缘寿命、不同条件老化后试样的表面形貌及热刺激电流(thermally stimulated current,TSC)进行了测试。TSC曲线在20~200℃温区内由I峰和II峰两个单峰叠加而成。通过图谱分析发现聚酰亚胺膜早期电老化时陷阱的发展可用陷阱理论解释,但老化后期陷阱理论中陷阱密度变化规律的描述不再适用。电老化主要破坏聚酰亚胺内II峰对应的大分子链,I峰对应的分子链中小运动单元破坏并不严重。聚酰亚胺膜的寿命与频率成反比,频率越高对大分子链的破坏速度越快,表明通过II峰对应的活化能和电荷变化量来判断聚酰亚胺的绝缘老化程度是可行的。     

聚酰亚胺侧链改性研究

介绍了聚酰亚胺改性的最新发展动态,重点讨论了侧链为反应性活性基团、庞大侧基、联苯侧链、脂肪族柔性侧链及功能性侧链对聚酰亚胺性能及工艺性的影响.指出聚酰亚胺侧链改性与功能化存在的问题和研究方向.     

聚酰亚胺废料回收的研究

论文概述了聚酰亚胺废料对环境的影响 ,阐明聚酰亚胺废料回收的重要性。分析了现有的各种聚酰亚胺废料回收工艺的优、缺点。确定以改进完全水解法工艺为研究内容 ,摸索出较为合理的水解工艺和分离技术条件 ,使回收率提高到 95 %以上。对回收产物进行了分析 ,证实水解产物为预定产物均苯四甲酸和 4 ,4′—二氨基二苯醚。回收工艺避免了二次污染 ,把聚酰亚胺废料回收的工艺推进到实用阶段。