环氧树脂/酸酐体系热力学特性的分子动力学模拟

采用分子动力学(MD)方法,构建了不同体系的环氧树脂/酸酐绝缘材料模型,从微观角度研究环氧树脂基材的热力学特性,分析了交联程度、基材种类对材料微观结构和热力学特性的影响。结果表明:随着交联程度的提高,体系的自由体积分数(FFV)先降低后升高,均方位移(MSD)逐渐降低,链段运动能力下降;随着交联程度的提高,材料的热力学性能明显提升,玻璃化转变温度(Tg)提高,热膨胀系数(CTE)降低,力学性能提高。90%交联度下,Tg、CTE最佳的体系分别为DGEBA/MA、DCPDE/MA。     

复合纳米TiO_2对酸酐/环氧树脂性能的影响

本文采用ＤＴＡ、ＴＧＡ等分析手段研究复合纳米ＴｉＯ_２对酸酐／环氧树脂体系固化反应和耐热性的影响。结果表明;复合纳米ＴｉＯ_２可降低树脂固化反应温度、缩短凝胶化时间即加快固化反应速度;对固化树脂耐热性无显著影响,温度指数在１６９～１７４之间;室温下含复合纳米ＴｉＯ_２的树脂具有良好的贮存性。     

复合纳米TiO2对酸酐／环氧树脂性能的影响

本文采用ＤＴＡ、ＴＧＡ等分析手段研究复合纳米ＴｉＯ２对酸酐／环氧树脂体系固化反应和耐热性的影响。     

纳米SiO2对环氧树脂复合材料雷电冲击电压的影响

以纳米SiO_2改性环氧树脂制得SiO_2/环氧树脂复合材料,并对改性前后环氧树脂复合材料的短时过电压耐受能力进行对比研究。结果表明:随着纳米SiO_2掺杂量的增加,SiO_2/环氧树脂复合材料的介电常数和介质损耗因数均呈先减小后增大的趋势,当纳米SiO_2质量分数为3%时,改性效果最佳。根据U-N曲线,在常温下施加的雷电冲击电压幅值为50 k V时,掺杂SiO_2质量分数为3%的环氧树脂复合材料累积至击穿的雷电冲击次数达1 313次,是纯环氧树脂材料的3.23倍,研究结果可为提高环氧树脂短时过电压耐受能力设计提供参考。     

纳米SiO2对双酚A环氧树脂材料介电常数与直流闪络电压的影响

为了满足不断提高的电压等级以及复杂的运行环境,在环氧树脂绝缘材料中加入无机纳米粒子,以提高其沿面闪络性能,保证设备安全运行。将纳米SiO_2粒子与环氧树脂复合制备了纳米SiO_2/环氧树脂复合材料,研究了纳米SiO_2粒径、含量及偶联剂改性对复合材料介电常数、直流闪络电压的影响。结果表明:复合材料的介电常数随SiO_2粒径的减小先减小后增大,随SiO_2质量分数的增加先减小后增大;纳米SiO_2经过硅烷偶联剂改性后可以明显地减小复合材料的介电常数;纳米SiO_2的粒径、含量及偶联剂改性对复合材料闪络电压的影响与介电常数相反。     

DGEBA/OSC共混改性环氧树脂热力学性能的分子模拟与实验研究

将脂环族环氧树脂(OSC)与双酚A二缩水甘油醚(DGEBA)共混,以甲基四氢苯酐(MTHPA)作为固化剂,通过分子动力学(MD)模拟构建了不同配比DGEBA/OSC环氧树脂共混体系,并制备了共混体系试样,采用仿真与实验结合的方法研究了共混体系的热力学性能.结果表明:随着OSC占比增加,共混体系的玻璃化转变温度(Tg)升高,DGEBA与OSC的摩尔比为6:4时,Tg提高了30.7 K;体系的弹性模量及强度先升高后降低,在摩尔比为8:2时达到最优.加入OSC可以减小体系的自由体积占比(FFV)和均方位移(MSD),使分子链段运动能力减弱;协同扭转能垒和内聚能密度(CED)的计算结果表明,分子链段刚性强、链段间相互作用力大的共混体系热力学性能更优异.     

单组分光敏微胶囊/纳米SiO2/环氧树脂复合绝缘介质的自修复特性

以环氧树脂为代表的固体绝缘介质在长期电/机械应力作用下不可避免地会产生局部裂纹,严重影响其服役寿命.该文针对上述问题制备一种含有单组分紫外光敏微胶囊的环氧树脂复合绝缘介质,当环氧树脂表面产生裂纹损伤时,机械应力集中于胶囊壳体并使其破裂,囊芯光敏修复剂流出填充损伤通道,在外施紫外激励下实现损伤通道的固化自愈.同时通过向环...     

RTVSR/SiO2电绝缘纳米复合材料的性能研究

该文研究了不同制备方法制成以及采用不同偶联剂处理的纳米SiO2在RTV硅橡胶中的分散情况，根据结果对RTVSR／SiO2纳米复合电绝缘材料进行了力学、热学、耐酸液(HCl)性能以及电气性能测试，并与纯RTV进行了对比。借助FT-IR、FT-Raman、SEM和TG-DTG-DSC等先进的测试手段，对它们的测试结论和试验数据进行了比较与研究。实验表明，采用B型偶联剂处理的纳米SiO2能更好地分散于RTV硅橡胶中，而且所得到的复合物有了更优异的力学、热学、耐酸液性能。考虑到RTV硅橡胶是电气绝缘材料，因此对RTV／SiO2纳米复合电绝缘材料也进行了耐漏电起痕、tanδ、ρv和憎水角等基本电气性能指标测试。     

环氧树脂浇注用SiO2填料性能的分析

针对ＳｉＯ２填料环氧树脂浇注件现存在的主要问题,通过对环境树脂浇注用ＳｉＯ２填料性能和浇注工艺的分析,提出为了满足高电压,大容量和小型沦的ＧＩＳ所用浇注件的性能要求,ＳｉＯ２产应具备一些基本要求。     

超支化聚酯改性纳米SiO2/环氧树脂的介电特性

为改善纳米SiO_2与环氧树脂(EP)的界面性能及复合材料的介电参数,通过超支化聚酯协同偶联剂处理对纳米SiO_(2.)进行表面接枝,制备不同配比的纳米SiO_2/EP复合材料,研究不同改性方式及SiO_2含量下复合材料的介电特性。X射线光电子能谱及傅里叶红外光谱分析表明,端羧基超支化聚酯经100℃、40 min共混反应可成功接枝至纳米SiO_2表面;材料断面扫描电镜分析表明,质量分数为10%掺杂时,经超支化表面接枝改性的纳米SiO_2在EP溶液中不易团聚;热刺激去极化电流测试表明,纳米复合材料内部出现0.86～1.15 eV深陷阱;质量分数为7%掺杂比例下,复合材料的交流击穿电场强度比单纯偶联剂改性方式提高了19%;质量分数为5%掺杂比例下,工频下材料的介质损耗因数和介电常数分别下降至0.58%和4.38;研究结果表明超支化聚酯处理可在纳米SiO_2表面引入超支化基团。长链自由基的引入可抑制纳米SiO_2团聚,增强无机粒子与环氧基团的结合强度,并在纳米SiO_2/EP界面区域引入深陷阱,进而显著改善复合材料的介电特性。     

环氧树脂/SiO2空心球低介电常数材料的制备与性能研究

以正硅酸乙酯为前驱体,采用模板法制备了粒径为50 nm左右的SiO<,2>空心球,并将其掺入到环氧树脂中,制备了EP/SiO<,2>空心球纳米复合材料.采用傅立叶变换红外光谱(FT-IR)、扫描电子显微镜(SEM)、热重分析(TGA)和精密阻抗分析仪分别对复合材料的化学结构、断面形貌、热稳定性及介电性能进行了表征.结果...     

纳米SiO2改性环氧树脂工艺条件与性能研究

探讨了纳米SiO2分散方式、含量对环氧树脂复合材料的力学性能、耐热性等方面的影响,结果表明,只有经过表面处理后的纳米SiO2并经超声波共同作用,在其含量为3%时,复合材料的综合性能最佳。     

功能化掺杂对交联环氧树脂/碳纳米管复合材料热力学性能影响的分子动力学模拟

为探究不同功能化碳纳米管掺杂对环氧树脂/碳纳米管复合材料热力学性能的影响,基于分子动力学模拟方法,建立掺杂功能化碳纳米管(CNT)的环氧树脂(EP)基纳米复合材料:纯环氧树脂模型及分别掺杂未功能化、氨基功能化、羧基功能化和羟基功能化的七种EP/CNT模型(其中,功能化CNT分别接枝4或8个官能团).基于上述模型,在LAMMPS下计算热扩散系数(热导率和比热容)、玻璃转化温度及力学性能.结果表明,掺杂碳纳米管的环氧树脂纳米复合材料的各性能都有不同程度的提升,掺杂接枝8个官能团碳纳米管的EP/CNT性能提升均明显高于掺杂接枝4个相对应官能团EP/CNT的性能.其中,EP/AFCNT8在热导率、热扩散系数及力学性能上提升最明显,整体热导率和热扩散系数分别提升了54.92％和67.30％;EP/HFCNT8具有最大玻璃转化温度,提升幅度为69.47K,EP/AFCNT8提升幅度仅次于EP/HFCNT8,为58.97K.在400K时,EP/CFCNT8具有体积模量和杨氏模量最明显的提升,分别为52.4％、35.5％;因为氨基与环氧基体的交联反应,EP/AFCNT8各模量整体上提升较为明显,可更好地保持良好的力学性能.     

纳米ZnO与SiO2改性环氧树脂的绝缘特性及导热性能

本文通过将不同填充量的纳米ZnO、SiO2填充环氧树脂制备成复合材料,研究纳米无机粒子填充对复合材料绝缘特性的影响.首先利用扫描电镜检测了纳米颗粒在复合材料中的分布状况,测试了纳米ZnO、SiO2不同添加量与复合材料介电常数的关系及对复合材料局部放电起始电压的影响,同时分析了复合材料电老化过程中电树枝引发率的变化规律和纳米颗粒填充量对复合材料的导热系数的影响.研究结果表明,纳米ZnO填充量的增加会引起环氧树脂相对介电常数的增大,而纳米SiO2填充环氧树脂后,复合材料的相对介电常数先降低然后缓慢增加.纳米ZnO与SiO2均能提高复合材料的局放起始电压、降低复合材料的电树枝引发率及提高复合材料的导热系数.     

纳米SiO2对聚合物隔膜的影响

采用相转化法,制备了添加10%(质量比)纳米SiO2的复合聚合物隔膜和未加纳米材料的隔膜。通过XRD、DSC、FTIR和SEM等方法,对隔膜形貌和结构进行了研究,分析了隔膜孔结构形成的机理。与未加纳米材料的隔膜相比,复合隔膜具有较致密的结构,使机械性能有所改善,最大伸长率和断裂强度分别提高了16%和11%。在室温下,复合隔膜的离子电导率接近1×10-3S/cm,满足锂离子电池应用的要求。未加纳米材料的隔膜样组装的样品电池循环5次后发生短路;复合隔膜组装的样品电池的电化学性能和循环性能良好,首次充放电效率为86.6%,循环20次后仍有99.3%。     

等离子体氟化协同偶联剂改性纳米SiO2/环氧树脂电气性能

纳米SiO2填料与环氧树脂基体界面效应差,限制了复合材料电气性能提升.为此采用CF4/N2等离子体协同偶联剂改性纳米SiO2填料,改变其在基体中界面特性,制备了不同质量分数的纳米SiO2/环氧树脂复合材料.对复合材料的化学组分、表面形貌、闪络电压和击穿场强等进行测试.测试表明:氟元素以CF2为主要形式存在改性SiO2表...     

环氧树脂/BN纳米复合材料的制备及性能研究

将偶联剂改性的纳米BN添加到环氧树脂中,制备了环氧树脂/BN纳米复合材料,并研究了纳米BN含量对纳米复合材料热性能、力学性能及电性能的影响。结果表明:随着BN添加量的增加,复合材料的热导率提高,当BN添加量为15%时,热导率为0.301 W/(m.K),是纯环氧树脂热导率的1.394倍。同时复合材料的热稳定性有所提高,当添加量为10%时,热分解温度提高了6.88℃。随着BN添加量的增加,复合材料的冲击强度和介电强度呈先升高后降低的趋势,当BN含量分别为7%和3%时,冲击强度和介电强度达到最大值15.60kJ/m2和28.94 MV/m,分别是纯环氧树脂的1.324倍和1.43倍,表明纳米BN的加入可以提高环氧树脂的综合性能。     

六方氮化硼纳米掺杂增强环氧树脂热学和力学性能的分子动力学模拟

建立纯环氧树脂模型和h-BN/EP复合模型,通过分子动力学方法分别计算h-BN纳米掺杂前后环氧树脂的热学、力学以及介电性能指标,并研究不同含量h-BN掺杂对环氧树脂性能的影响.结果表明:当h-BN质量分数在4％?5％时,环氧树脂的热导率、热稳定性有所提升,刚性和韧性增强了10％以上,同时相对介电常数可达最低值1.236,保持了良好的介电性能.     

纳米及共混改性对双酚A环氧树脂材料介电常数与直流闪络电压的影响

利用脂环族环氧树脂S186共混改性双酚A环氧树脂,然后掺杂纳米SiO_2制备复合材料,对共混体系和纳米改性共混体系进行介电常数与直流闪络电压测试。结果表明:脂环族环氧树脂S186的加入可以降低复合材料的介电常数,提高直流闪络电压。复合材料的直流闪络电压随纳米SiO_2粒径的减小先升高后降低,随纳米SiO_2掺杂量的增加先升高后降低,加入脂环族环氧树脂S186使闪络电压进一步提升,但其随填料的变化趋势不变;复合材料介电常数的变化趋势与闪络电压相反。     

拉伸状态下掺杂SiO2对LDPE材料空间电荷的抑制作用研究

将不同质量分数的SiO_2纳米粒子与低密度聚乙烯(LDPE)复合制备了聚乙烯纳米复合材料,并以纯LDPE作为对照样品,控制拉伸率为10%,利用电声脉冲法(PEA)测量样品内部空间电荷的分布,研究拉伸状态下复合材料内部的空间电荷积聚特性。结果表明:纯LDPE样品在拉伸后空间电荷积聚明显减少,说明拉伸具有抑制LDPE材料内部空间电荷积聚的作用;LDPE/SiO_2复合材料样品在掺杂SiO_2纳米粒子及拉伸后,材料内部空间电荷积聚均有减少,说明掺杂SiO_2纳米粒子和拉伸均有抑制材料内部空间电荷积聚的作用,其中SiO_2纳米粒子对空间电荷的抑制效果随着掺杂量的增加呈现先增大后减小的趋势。掺杂SiO_2纳米粒子引入界面区域是抑制空间电荷积聚的主要原因,而拉伸导致的内部结构变化是影响空间电荷和陷阱分布特性的主要原因。