蒙脱土/环氧树脂-氰酸酯复合材料介电性能研究

采用十八烷基三甲基氯化铵作为插层剂改性钠基蒙脱土,制得有机蒙脱土(OMMT),通过OMMT与环氧树脂共同改性氰酸酯(CE),制备了有机蒙脱土/环氧树脂-氰酸酯(OMMT/EP-CE)复合材料,研究不同含量OMMT条件下复合材料的微观结构与动态力学性能和介电性能。结果表明:适量的OMMT均匀分散在EP-CE基体树脂中,OMMT的存在弱化了微裂纹的传播,复合材料呈现出凹凸不平的"鱼鳞"状断面形貌。当OMMT质量分数为5%时,复合材料30℃下的储能模量达到最大值3 400 MPa,比EP-CE基体提升了126.7%;随着OMMT含量的增加,复合材料的介电常数呈现先减小后增大的趋势,当OMMT的质量分数为5%时,OMMT/EP-CE复合材料100 Hz下的介电常数为3.23,介质损耗因数为0.002 2,电气强度达到28.2 kV/mm,相比未掺杂OMMT的基体提升了38.9%。     

环氧树脂/有机蒙脱土纳米复合材料的制备与表征

分别采用熔融插层法与溶液插层法制备了环氧树脂/有机化蒙脱土纳米复合材料,并对不同工艺条件下制备的复合材料结构进行了表征。用X射线衍射法(XRD)测试了有机化蒙脱土在被插层前后片层间距的变化,用扫描电子显微镜(SEM)观察了复合材料冲击断面相态结构与蒙脱土在有机相中的分散情况。结果表明环氧树脂分子插入到经有机化改性的蒙脱土片层中,蒙脱土在环氧树脂固化过程中剥离成纳米级颗粒,无序的分散在环氧树脂基体中,且溶液插层法更有利于蒙脱土片层的剥离。通过热重分析(TGA)测试发现,溶液插层法制备的试样中残留的溶剂对复合材料的热性能影响很大。     

新型环氧树脂/蒙脱土纳米复合材料的制备、结构和性能

用一种新型的有机试剂制备有机蒙脱土，并将有机蒙脱土与环氧树脂复合制备了环氧树脂／蒙脱土纳米复合材料。研究结果表明，这种新型的有机改性剂是一种高效的插层剂。同时表现出对环氧树脂固化明显的促进作用。由于有机蒙脱土层间催化中心的引入，将有机蒙脱土与环氧树脂复合可成功制备纳米复合材料。当有机土含量小于8份(相对于100份环氧树脂)时有机土以剥离的纳米级片层结构为主，当有机土含量大于8份时有机土以剥离和插层的纳米结构并存。带活性基团的有机土使环氧树脂的凝胶活化能降低，使复合材料的耐热性能得到较大的提高。     

蒙脱土改性环氧树脂复合材料的制备及性能研究

通过把有机蒙脱土(oMMT)分散到环氧树脂(EP)中制备出环氧树脂/有机蒙脱土(EP/oMMT)纳米复合材料.利用原子力显微镜(AFM)和扫描电子显微镜(SEM)对EP/oMMT纳米复合材料的微观结构进行了分析表征,利用热重分析仪、马丁耐热试验仪、冲击试验仪和介损分析仪测试了该复合材料的耐热性能、机械性能和介电性能.结果表明:有机蒙脱土以球形和蜷曲带形两种形态存在于树脂基体中,平均尺寸为20nm;混合温度为90℃时所得复合材料中oMMT的分散性较好,EP和oMMT的两相界面粘接也较好,复合材料的马丁耐热温度和冲击强度比未改性树脂分别提高了10℃和31.6%.复合材料的冲击强度随蒙脱土含量的增加而提高,并在蒙脱土含量为2phr时达到最大值23.6kJ/m2;通过研究复合材料的两相结构与冲击韧性的关系,推断出蒙脱土增韧环氧树脂的增韧机理为基体的剪切屈服机理;复合材料的介电常数(εr)和介电损耗角正切(tanδ)均有所降低,εr随温度的变化趋势与未改性环氧树脂相似,而蒙脱土的加入延缓了tanδ随温度增加而增大的速率.     

交联度对交联聚乙烯/有机化蒙脱土纳米复合材料拉伸性能和介电性能的影响

为了研究交联度对纳米复合材料拉伸性能和介电性能的影响,通过调控交联时间,制备了不同交联度的交联聚乙烯/有机化蒙脱土（XLPE/OMMT）纳米复合材料。采用X射线衍射（XRD）测试判断蒙脱土的插层分散状态和试样聚集态结构的变化,利用扫描电子显微镜（SEM）观察试样的结晶形态,并对其拉伸性能、电导-温度特性、介电常数、介质损耗及击穿场强进行了测试。结果表明：交联形成的三维网状结构抑制了晶体生长,且晶体尺寸和结晶度随交联度的增加而不断减小;剥离分散的OMMT在XLPE/OMMT中充当了物理交联点,与交联键共同作用,提高了纳米复合材料的拉伸强度,且不断完善的交联网络,使复合材料的弹性模量增大,韧性增强。纳米复合材料的电导率随温度升高而增大,其活化能的大小与交联度和OMMT的界面区域有关。完善的交联网络和均匀分布的界面区,增加了势垒,提高了复合材料的活化能。交联度的增加,形成较强的分子间作用力,阻碍了偶极子和侧基的转向极化,使介电常数和介质损耗角正切值减小;OMMT的加入和交联结构的完善,共同提高了复合材料的击穿场强;但过度交联会影响OMMT在基体中的分散程度,使OMMT片层发生微重排,进而导致...     

剥离型环氧树脂/蒙脱土纳米复合材料相结构

为改进环氧树脂固有的一些缺陷和不足,提出了利用纳米复合材料的特殊性改性环氧树脂的一新的研究途径。在选取经十六烷基季铵盐有机化表面修饰的蒙脱土对双酚A型环氧树脂进行改性时分别采用溶液插层法与熔融插层法制备了不同蒙脱土含量的环氧树脂/蒙脱土复合材料;利用X射线衍射法测试了剥离前后蒙脱土的层间距;用扫描电子显微镜(SEM)观察了试样的冲击断口形貌,研究了该复合材料的两相结构;采用热重法(TGA)测定了试样的热分解温度,并对其热稳定性进行了对比。结果表明,无论是溶液插层法还是熔融插层法,均能制得剥离型环氧树脂/蒙脱土纳米复合材料。但是,在机械分散的作用下,纳米粒子易发生团聚,使复合材料中的无机相无法均匀的分散。热重分析结果发现,复合材料的热分解温度并没有随着蒙脱土含量的增加而增加,而是表现出更为复杂的发展趋势。     

聚合物 /蒙脱土纳米复合材料的研究进展

介绍了蒙脱土的结构及有机化改性的方法．聚合物/蒙脱土纳米复合材料的制备原理和方法,然后对聚合物／蒙脱土纳米复合材料的国内外现状和发展作了综述。并对其进一步应用作了展望。     

高频下纳米二氧化硅 /环氧树脂复合材料的介电特性研究

采用溶剂一超声波法较好的实现了纳米SiO2的分散,用透射电子显微镜(TEM)观测了纳米SiO2在丙酮中的分散状态。制备了纳米SiO2／环氧树脂复合材料,研究了电场频率与复合材料介电常数和介质损耗的关系。结果表明：纳米SiO2/环氧复合材料的介电常数随电场频率的升高而逐渐降低,随纳米SiO2含量的增加而增大;复合材料的介质损耗随着频率的增高而增加,在高频区变化缓慢。     

交联行为对XLPE/OMMT纳米复合材料结构和介电性能的影响EI北大核心CSCD

为了研究交联行为对纳米复合材料结构和介电性能的影响,采用熔融共混的方法分别制备聚乙烯/有机化蒙脱土(polyethylene/organic montmorillonite,PE/OMMT)和交联聚乙烯/有机化蒙脱土(cross-linked polyethylene/organic montmorillonite,XLPE/OMMT)纳米复合材料。通过小角X射线衍射(X-ray diffraction,XRD)、扫描电子显微镜(scanning electron microscope,SEM)和差示扫描量热法(differential scanning calorimetry,DSC)对试样的性能进行表征。结果表明:OMMT掺杂进入聚合物基体中,层间距将会发生变化,而聚合物的交联会使OMMT的层间距减小;OMMT的异相成核作用使纳米复合材料的结晶形态由球晶变为横穿晶,与交联前相比,XLPE/OMMT试样的非晶区面积增大,结晶度下降。宽频介电谱测试结果表明:复合材料的介电常数随频率的增加而下降,在相同OMMT含量下,XLPE/OMMT纳米复合材料的介电常数高于PE/OMMT。交联影响了OMMT在基体中的分散,使介电频谱由交联前的单峰变为双峰,且峰值增大。随着温度的升高,双峰峰宽加大,松弛时间分布加宽,低频峰在低频段弥散,高频峰移向高频。OMMT含量的增加和交联过程共同导致了OMMT在基体中分散效果变差,界面极化和多元化的基团损耗使介电频谱和温谱发生了明显变化。     

聚丙烯/蒙脱土纳米复合材料的热失重-红外光谱研究

采用聚丙烯接枝共聚物为相容剂,制得了聚丙烯/蒙脱土纳米复合材料。透射电镜结果显示形成了纳米结构。通过热失重-红外分析联用的方法研究了聚丙烯及其纳米复合材料在氮气气氛下的热分解行为,纳米复合材料的10%热失重温度与聚丙烯相比分别提高50℃左右,10%热失重分解时间滞后300 s左右。这说明蒙脱土片层在热分解的过程中有限制聚合物碳碳键断裂产生的挥发性分解产物从复合材料中逃逸的作用和吸附分解产物的作用。     

EP/MWNTs/OMMT复合材料的电学性能研究

通过对多壁碳纳米管(MWNTs)进行酸化处理,并将MWNTs和有机化蒙脱土(OMMT)两种纳米粒子加入到环氧树脂(EP)中,采用酸酐类固化剂固化,制得了EP/MWNTs/OMMT三相复合材料。对MWNTs酸化前后的微结构进行了观察及对三相复合材料的介电性能进行了测试。结果表明:酸化后的多壁碳纳米管在溶剂中的分散性得到很大的改善,提高了MWNTs在环氧基质中的分散性;随着MWNTs含量的增加,EP/MWNTs/OMMT复合材料的体积电阻率总体呈下降的趋势,介电常数与介质损耗呈现先下降后上升的趋势,OMMT的加入在一定程度上对EP/MWNTs/OMMT复合材料的介电性能起到了积极的作用。     

插层复合法制备聚丙烯/蒙脱土纳米复合材料的研究进展

综述了采用熔融插层法和原位插层法制备聚丙烯／蒙脱土纳米复合材料的近期研究概况,概述了纳米复合材料的热性能、结晶性能和流变性能。指出直接采用未经改性的蒙脱土进行插层聚合反应,降低PP／蒙脱土纳米复合材料的成本,是未来研究工作的重点和着手解决的主要问题。     

XLPE/MMT纳米复合材料击穿性能研究

利用冲击电压试验系统,分别对交联聚乙烯基体材料和不同类型的交联聚乙烯/蒙脱土纳米复合材料进行了负极性冲击击穿和交流击穿试验,并结合Weibull分布对击穿试验结果进行了统计性分析,其结果表明了不同蒙脱土类型对复合材料击穿性能的影响及蒙脱土含量对复合材料击穿性能的影响,进而也明确了在不同电压下复合材料的击穿场强较聚合物基体提高的程度.     

文石型碳酸钙晶须及其复合体系介电性能的研究

研究了文石型碳酸钙晶须、轻质碳酸钙、钛酸钾晶须须及其填充聚丙烯（PP）和高密度聚乙烯（HDPE）复合体系的介电性能。粉体介电性能的测试采用了TR－10型电桥的粉末电极系统,复合体系介电性能的测量是将其制成片状试样后利用三电极系统进行的。通过实验表现,钛酸钾晶须由于晶体结构的不同而具有较损耗值。文石型碳酸钙晶须表面残留的MgCl2对介电性能有明显的影响,当使用去离子水将残留的MgCl2清除后,无论是粉体本身还是使用它的复合体系,介常数与介质损耗均有较大幅度的下降。     

热老化条件下LDPE/TiO2纳米复合材料介电特性研究

电力电缆在运行过程中普遍存在的热老化现象容易加速绝缘失效,限制设备使用寿命,甚至引发电力系统故障。纳米粒子掺杂改性可以提高聚乙烯基体材料的热稳定性,开展相关研究可以为提高电缆绝缘寿命提供解决方案。以低密度聚乙烯(LDPE)/二氧化钛(Ti O_2)纳米复合材料为研究对象,分别研究了热老化条件下纳米粒子质量分数、老化时间、老化温度对材料介电特性的影响。实验结果表明,掺杂Ti O_2纳米粒子能够改善LDPE基体材料的介电特性,当Ti O_2纳米粒子填充质量分数为0.5%时,纳米复合材料介电特性最佳。老化时间和老化温度是影响材料介电特性劣化的两个重要因素,随着老化时间推移和老化温度提高,纳米复合材料的介电性能劣化现象越明显。对聚乙烯材料进行纳米改性的同时降低电缆运行环境温度,对提高电缆绝缘寿命具有重要意义。     

计算机陶瓷元件的介电性能研究

采用传统的固相法合成了(1-x)MgTiO_3~-xCaTiO_3复合陶瓷,通过改变CaTiO_3的加入量和烧结温度的方法,采用X射线衍射光谱法(XRD)、扫描电子显微镜法(SEM)、能量散射光谱(EDS)等多种分析测试手段,研究了陶瓷的相组成和微观结构等对材料介电性能的影响,并探索介电性能的演变规律。结果表明,0.97MgTiO_3-0.03CaTiO_3复合陶瓷在1 300℃下具有较好的微波介电性能:介电常数ε_r=18.21,品质因数Q×f=76 640 GHz,谐振频率温度系数τ_f=-34.79×10~(-6)/℃。     

分散剂对钛酸钡介电性能的影响

通过水煮损耗测试、温度特性、电导率和化学分析、瓷片表面显微结构等测试手段,研究了在固相反应制备钛酸钡的工艺中,向BaCO3粉体和TiO2粉体的混合球磨的浆料中加入聚乙烯醇作为分散剂对合成的钛酸钡粉体均匀性的影响。研究结果表明,碱性聚乙烯醇改善合成BaTiO3粉体均匀性的效果最好,介电常数峰值提高了2313、游离BaO含量降低了93.33％。     

金刚石膜介电性能影响因素的研究

为研究沉积的金刚石膜介电性能的影响规律。用光谱学方法研究了大面积自支撑金刚石厚膜的介电性能以及加入不同含量的氮气对化学气相沉积(CVD)金刚石膜的介电性能的影响。研究结果表明。随着甲烷浓度(100～200sccm)的增加,CVD金刚石膜的生长速率和非金刚石碳的相对含量增加,从而导致膜的介质损耗(tanδ)增加,造成CVD金刚石膜质量下降。随着沉积温度(1010～1030K)的提高,CVD金刚石膜的介电损耗减小。氮气加入量的增加,CVD金刚石膜的介质损耗增加。