电热作用下聚酰亚胺绝缘的电荷陷阱及微观特性

聚酰亚胺因其良好的热稳定性和电气绝缘性能常被用作变频电机的绝缘材料,但在使用过程中,其构象缺陷产生的电荷陷阱在外部因素影响下容易引发空间电荷效应,从而加速聚酰亚胺的老化。为此基于密度泛函理论和分子动力学模拟了电热作用下聚酰亚胺分子的微观行为,深入分析了聚酰亚胺分子的电荷陷阱参数,并运用过渡态理论和自由能增量讨论了分子微观特性与电老化反应之间的联系。结果表明：电场在0.1×10¹⁰～0.4×10¹⁰ V/m时,聚酰亚胺分子沿电场定向运动,其结构有序排列,当电场为0.5×10¹⁰ V/m时,分子形态不再保持,造成自由体积重排,这是由于电场力超过了聚酰亚胺分子间相互作用力。聚酰亚胺分子的能带在外加电场下发生倾斜,其电荷陷阱深度随场强的增大而逐渐加深。温度作用下聚酰亚胺体系热运动加剧,分子链段运动空间舒张,相较于电场,温度的升高使陷阱能级整体呈现下降趋势,电荷在高温下更容易脱陷。电老化反应遵循过渡态理论,电场改变聚酰亚胺分子微观结构会增加分子振动频率从而引起自由能增量的变化,使得分子体系内部老化反应速率加快,研究发现聚酰亚胺体系...     

铅酸蓄电池隔板微观结构和宏观性能之间关系的研究

针对常用的几种铅酸蓄电池隔板的微观结构,做了扫描电镜图,结合扫描电镜图对5种常用隔板的微观结构及宏观性能进行分析和讨论,以期能正确对待各种隔板的优缺点,使蓄电池厂家更好地选用合适的隔板。     

氧化铝掺杂聚酰亚胺薄膜的热老化研究

通过热重分析（TG）方法研究了Al2O3掺杂聚酰亚胺（PI）的热稳定性。结果表明,Al2O3质量分数为8%的PI的热稳定性要优于Al2O3质量分数为4%的PI。利用CoatsRedfern方法计算分解动力学参数,求得Al2O3质量分数为4%和8%的掺杂PI在氮气及空气氛围下的热分解活化能（E）分别为91.18 kJ/mol、86.83kJ/mol1、05.53 kJ/mol和100.88 kJ/mol。同时计算出相应的碰撞系数（A）值,以及反应级数（n）值,最后估算出其长期使用的上限温度,依次为193.08℃、191.00℃、217.11℃和212.83℃。结果表明,CoatsRedfern方法是预测杂化PI材料长期使用上限温度的可靠方法之一。     

纳米氧化铝改性聚酰亚胺薄膜的制备与研究

用溶胶-凝胶法制得纳米氧化铝溶胶,将其掺入到聚酰胺酸基体中,采用原位生成法制备了一系列不同掺杂量的PI/Al2O3复合薄膜。利用耐电晕测试装置、耐击穿测试装置、扫描电子显微镜(SEM)对薄膜进行了测试及表征。结果表明:随着掺杂量的提高耐电晕时间增大,当掺杂量为30%(质量分数)时PI薄膜的耐电晕时间为57.64 h,是未掺杂的15倍以上。随着掺杂量的提高杂化薄膜电气强度先增大后减小,但都比未掺杂的低。纳米氧化铝粒子在PI基体中分散较均匀。     

聚酰亚胺添加量对铁粉芯微观结构及磁性能的影响

以聚酰亚胺(PI)作为绝缘介质包覆羰基铁粉制备铁粉芯,研究了包覆后铁粉芯的相组成、微观形貌及PI添加量对铁粉芯电阻率、致密度、损耗及磁导率等性能的影响。研究表明,PI作为绝缘包覆剂能较均匀地包覆在羰基铁粉表面,制备的铁粉芯具有良好的磁性能。随PI加入量增加,铁粉表面绝缘层厚度增大,电阻率增高,涡流损耗降低。当PI添加量为1.0 wt%时,铁粉芯的综合性能最佳：磁导率为107.7,损耗为458.4 mW/cm3。损耗分离显示,铁粉芯的损耗主要通过降低磁滞损耗与剩余损耗得到改善。     

纳米有机硅杂化聚酰亚胺薄膜的结构及电性能研究

调整二苯基二甲氧基硅烷和正硅酸乙酯的摩尔比,通过溶胶-凝胶法制备了纳米有机硅杂化聚酰亚胺(PI)薄膜。用FT-IR,SEM表征了薄膜的化学结构和表面形貌,对电气强度,耐电晕性进行了实验研究。结果表明,随着纳米有机硅网络结构的变化,掺杂薄膜的电气强度先保持平稳后下降,大约在二苯基二甲氧基硅烷和正硅酸乙酯的摩尔比为1:3时出现极大值,二苯基二甲氧基硅烷和正硅酸乙酯的摩尔比为1:1时杂化薄膜的平均耐电晕寿命为纯聚酰亚胺薄膜平均耐电晕时间的8.57倍。     

Zn含量对NiZn铁氧体材料微观结构及磁性能影响

采用固相反应法制备NiZn铁氧体材料,研究了配方中ZnO含量对材料微观结构及磁性能的影响.结果表明,ZnO在固相反应法制备NiZn铁氧体材料过程中有助熔作用,增大Zn含量,材料的晶粒尺寸增大,但均匀性变差;同时,非磁性Zn2+增多,材料的起始磁导率显著增大,但因居里温度过低,饱和磁感应强度和矫顽力均显著降低.     

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。     

新型铅酸蓄电池隔板微观结构和宏观性能分析

针对几种新型的铅酸蓄电池隔板（SWP隔板、PG隔板、DE隔板、LP隔板、PE橡胶隔板、PVC-SiO2隔板）的微观结构,做了扫描电镜图,结合扫描电镜图对新型隔板的微观结构及宏观性能进行分析和讨论。以期能正确认识各种隔板的优、缺点,使蓄电池厂家更好地选用合适的隔板。     

偶联剂GPTMOS对PI/SiO2杂化薄膜微观结构的影响

以3-缩水甘油丙基醚三甲氧基硅烷(GPTMOS)为偶联剂,采用溶胶-凝胶法制备了3种不同偶联剂用量的PI/SiO2杂化薄膜,并采用红外光谱、扫描电子显微镜表征了PI/SiO2杂化薄膜的化学结构和微观结构。结果表明:偶联剂GPTMOS的加入能有效减小SiO2粒子的粒径,且能生成更加紧密的SiO2网络结构;随着偶联剂用量的增加,SiO2粒子的粒径逐渐变小。     

聚酰亚胺/氧化硅/氧化铝纳米复合薄膜的制备及性能研究

通过正硅酸乙酯和甲基三乙氧基硅烷及异丙醇铝在聚酰胺酸的N,N-二甲基乙酰胺溶液中的溶胶凝胶反应,制备了具有一定SiO2和Al2O3质量百分含量的聚酰亚胺复合薄膜。并且分别利用原子力显微镜和傅立叶变换红外光谱对薄膜进行界面形态和微观结构分析。并讨论了无机组分对薄膜的热性能和电性能的影响。结果表明,聚酰亚胺复合薄膜中的无机组分的分散性良好,与聚酰亚胺基体形成了很好的纳米复合体系,经试验研究证明了无机组分的引入大大提高了薄膜的耐局部放电学性能和耐热性能。     

新型易加工热塑性聚酰亚胺的合成及性能研究

以三苯二硫醚二酐(PTPODA)为二酐单体,4,4'-二氨基二苯醚(ODA)为二胺单体,邻苯二甲酸酐(PA)为封端剂,采用不同二酐和二胺比例通过一步法聚合制备了不同分子量的热塑性聚酰亚胺,其比浓对数黏度分别为0.41 d L/g、0.45 d L/g、0.53 d L/g,并对其热性能、溶解性、熔体性能、力学性能进行了研究。结果表明:该聚酰亚胺的玻璃化转变温度(Tg)为205~207℃;空气中5%热分解温度为514~531℃,氮气中5%热分解温度在519~538℃之间;拉伸强度超过64 MPa,拉伸模量高于1.9 GPa,断裂伸长率高于4%;在常规有机溶剂NMP、DMAc等中有良好的溶解性;320℃时的熔融指数在6.21~9.74 g/10 min之间,熔体加工性较好。     

水含量对PI/SiO2纳米杂化薄膜微观结构的影响

用溶胶-凝胶法合成了聚酰亚胺/二氧化硅(PI/SiO<,2>)纳米杂化薄膜,并采用傅立叶变换红外光谱(FT-IR)和扫描电子显微镜(SEM)分析水含量对PI/SiO<,2>杂化薄膜的化学结构和微观结构的影响.结果表明:水含量对PI/SiO<,2>微观结构影响很大.当SiO<,2>与水含量摩尔比为1:6时,SiO<,2>...     

PMMA-g-Al2O3填充环氧树脂纳米复合材料的制备及性能研究

以聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)改性nano-Al2O3为填料,制备了PMMA-g-Al2O3/EP复合材料,并对其性能进行研究。结果表明:PMMA改性Al2O3纳米粉体的加入改善了环氧树脂的导热性能、冲击强度等综合性能,其冲击强度可达到18.34 kJ/m2,热导率提高率为22.9%,体积电阻率最高为14.98×1013Ω.m,且PMMA改性纳米Al2O3填充环氧树脂的综合性能优于未改性纳米Al2O3和A151改性纳米Al2O3填充环氧树脂的性能。     

聚酰亚胺纳米复合绝缘体系中TiO2颗粒团聚现象的微观作用机制研究

为研究聚酰亚胺-二氧化钛(PI-TiO_2)复合材料中纳米颗粒团聚现象的微观作用机制,利用反应分子动力学构建并计算了含有不同纳米颗粒尺寸和数量的PI-TiO_2复合仿真体系中纳米颗粒的运动过程,结合微观运动过程中化学键与氢键的变化趋势,分析了聚酰亚胺基体中纳米颗粒发生团聚现象的作用机理。结果表明:由于边沿缺位原子的非饱和性,TiO_2纳米颗粒将与氢键受力的聚酰亚胺分子发生相向运动,并与之形成Ti-O-C桥接化学结构,这是导致纳米颗粒团聚的主要原因。基于体系能量分解的研究表明,纳米颗粒是在电荷转移能、静电势能及分子间作用能等微观能量的共同作用下趋于团聚。最后,利用原位聚合法制备了含不同TiO_2质量分数的PI-TiO_2纳米复合薄膜,根据扫描电子显微镜(SEM)测试中呈现的团聚分布特征,验证了上述团聚现象的发生机理。     

共聚联苯型聚酰亚胺的模压工艺研究

对联苯四酸二酐、均苯四酸二酐与二氨基二苯醚聚合得到的共聚联苯型聚酰亚胺模塑料的模压成型的主要工艺条件进行了研究,考察了模压温度、模压压力和模压时间对成型制件拉伸性能的影响.采用扫描电子显微镜和热老化实验分别对制件微观形貌和耐热稳定性进行了表征.结果表明:共聚联苯型聚酰亚胺适宜的模压条件为模压温度430℃,模压压力13 ...     

聚酰亚胺的研究及应用进展

综述了当前国内外聚酰亚胺材料的发展概况,阐述了聚酰亚胺材料的结构性能以及研究进展,展望了聚酰亚胺材料的发展趋势.     

聚酰亚胺/纳米二氧化硅复合薄膜的结构和电学性能研究

在聚酰胺酸的二甲基乙酰胺溶液中,采用甲基三乙氧基硅烷为前驱体,水解原位产生二氧化硅纳米粒子的溶胶一凝胶工艺,制备了聚酰亚胺／纳米二氧化硅复合薄膜。采用红外光谱对薄膜进行了表征,并对薄膜的介电常数、介质损耗和体积电阻率随二氧化硅含量变化进行了分析和讨论。结果表明,二氧化硅的含量在10-15％之间,介电常数、介质损耗和体积电阻率达到最大值并与纯聚酰亚胺薄膜的性能提高;二氧化硅含量进一步增加性能下降并比纯聚酰亚胺薄膜的性能有所下降,加入偶联剂能在适当提高二氧化硅含量下提高薄膜的性能。     

射频溅射法制备的CoFe_2O_4薄膜结构及磁性能

采用射频溅射法在Si(001)基片上制备了CoFe_2O_4 (CFO)薄膜,分别采用原子力显微镜(AFM)、X射线衍射仪(XRD)、振动样品磁强计(VSM)进行测试和分析.结果表明,随着退火温度的升高,晶粒逐渐增大,在600℃左右退火,晶粒长大受到抑制;M_s和H_c随退火温度的升高都是先增大后减小;薄膜晶粒大小和膜内晶格应力导致垂直膜面方向矫顽力大于平面方向矫顽力.在600℃退火,H_(c⊥)/H_(c∥)值达到了2.72,表明制备的CFO薄膜具有高度垂直各向异性.     

蜂巢状聚酰亚胺多孔膜的制备及性能研究

为优化聚酰亚胺薄膜的各项性能,以含氟聚酰亚胺为聚合物,利用微乳液滴模板法制备了聚酰亚胺多孔膜。利用光学显微镜、扫描电镜、接触角测试仪、介电谱仪等对薄膜的形貌和性质进行测试,研究聚合物浓度对多孔膜形貌和性能的影响。结果表明:与聚酰亚胺平膜相比,聚酰亚胺多孔膜的介电常数和吸水性显著降低,同时高温下仍然能够保持多孔结构。