聚酰亚胺/改性六方氮化硼复合薄膜的耐电晕性能研究

采用硅烷偶联剂Z6020对六方氮化硼(h-BN)进行改性,通过原位聚合法制备聚酰亚胺/改性氮化硼(PI/f-BN)复合薄膜。利用红外光谱仪、自制调频耐电晕装置和宽频介电谱测试仪对复合薄膜进行测试,采用光学显微镜对薄膜耐电晕老化后的击穿孔形貌进行表征。结果表明:在棒板空气间隙为1 mm,脉冲电场强度为50 k V/mm,占空比为50%,频率为20 k Hz的测试条件下,随着f-BN含量的提高,薄膜的耐电晕寿命呈先增加后缩短的趋势。当f-BN含量为15%时,复合薄膜的介电常数最大,耐电晕寿命最长。     

六方氮化硼对5G基站用屏蔽硅橡胶/羰基铁粉复合材料性能的影响

通过熔融共混的方法将六方氮化硼(h-BN)加入硅橡胶/羰基铁粉复合材料中,对其进行物理改性,研究六方氮化硼对复合材料力学性能、磁导率、导热性以及热老化性能的影响.结果表明:六方氮化硼在复合材料中分布均匀且与硅橡胶有良好的相容性;六方氮化硼的加入可以有效提升复合材料的拉伸强度,降低复合材料的磁导率.当六方氮化硼添加份数超过20份后可以有效提升复合材料的导热性能.持续的热老化会使含有六方氮化硼的复合材料拉伸强度先上升后下降,而断裂伸长率持续下降.     

改性3-氨丙基三甲氧基硅烷对聚酰亚胺/二氧化硅复合薄膜性能的影响

用正硅酸乙酯(TEOS)和改性3-氨丙基三甲氧基硅烷(APTMOS)作为无机前驱体,采用溶胶-凝胶法制备了聚酰亚胺/二氧化硅(PI/SiO2)复合薄膜.采用傅立叶变换红外光谱(FT-IR),扫描电子显微镜(SEM)和热重分析(TGA)对PI/SiO2纳米复合薄膜进行了表征,讨论了改性APTMOS的加入对PI/SiO2复合薄膜结构和耐电晕性能的影响.结果表明,改性APTMOS的加入明显降低了SiOO2粒子的团聚,并提高了PI/SiO2纳米复合薄膜的耐电晕性能.     

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.     

超声波剥离法制备六方氮化硼纳米片

先对六方氮化硼(BN)进行表面改性,然后利用超声剥离法制备了少层六方氮化硼纳米片(BNNSs)。采用傅里叶变换红外光谱(FTIR)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、X射线衍射仪(XRD)、原子力学显微镜(AFM)对六方氮化硼纳米片的结构、形貌进行了研究。结果表明:表面改性降低了六方氮化硼的结晶度,且超声剥离法能够很好地将六方氮化硼进行剥离。表面改性后利用超声剥离法制备了六方氮化硼纳米片,产量提高了2.3倍,且剥离后的氮化硼纳米片尺寸较小,厚度为1～10 nm。     

大型发电机主绝缘的高导热胶黏剂导热及介电性能

为改善多胶模压主绝缘的环氧桐马酸酐胶黏剂的导热性能,将两种粒径h-BN(六方氮化硼)粉体按照固定比例混合后,添加到胶黏剂中制作高导热胶黏剂材料.采用导热仪、频域介电谱、扫描电子显微镜、耐高电压测试仪研究了h-BN粉体的添加量对高导热胶黏剂的导热性能、介质损耗因数、复介电常数、绝缘电阻、击穿强度的影响,运用电介质极化理论...     

三层结构P(VDF-HFP)-BNNS复合材料的介电与导热性能

为了综合提升聚合物复合材料的介电、绝缘和导热性能,基于氮化硼纳米片(BNNS)改性聚偏二氟乙烯-六氟丙烯(P(VDF-FHFP)),利用逐层溶液浇注法制备了三层结构的P(VDF-HFP)/P(VDF-HFP)-BNNS/P(VDF-HFP)复合材料,其中上、下层为P(VDF-HFP)薄膜,中间层分别为体积分数为0、1％、3％、5％氮化硼纳米片(BNNS)改性的P(VDF-HFP)-BNNS薄膜,并对复合材料的性能进行分析.结果表明:添加1％BNNS改性的三层聚合物复合材料介电性能较纯P(VDF-HFP)试样和添加1％BNNS改性的单层复合薄膜均有明显提升,在1000 Hz时其介电常数为8.52,介质损耗因数为0.022,并且具有更优异的电击穿性能和导热性能;其电气强度为452.6 MV/m,较纯P(VDF-HFP)试样和添加1％BNNS改性的单层复合薄膜分别提升了17.3％、24.9％;其热扩散率为0.04 mm2/s,较纯P(VDF-HFP)试样和添加1％BNNS改性的单层复合薄膜分别提升了25％、5.3％.     

偶联剂改性SiO2对PEO基电解质导电性能的影响

采用硅烷偶联剂KH-550对SiO2进行表面改性,并加入聚氧化乙烯/高氯酸锂复合物[(PEO)8LiClO4]中,制备了(PEO)8LiClO4/KH550-SiO2复合聚合物电解质,通过红外光谱(IR),热重分析法(TGA)和交流阻抗方法研究了偶联剂改性SiO2的结构、表面改性程度和复合电解质的离子导电性能.结果表明加入表面改性SiO2的聚合物电解质体系电导率明显提高,当SiO2含量为10%时,(PEO)8LiClO4/KH 550-SiO2体系电导率达到最大值1.99×10-5S·cm-1(20℃).     

AgNPs协同BNNS增强高导热绝缘无纺布复合薄膜

为了应对高导热绝缘复合材料日益增长的需求,本研究以PET无纺布(NWF)为模板,经过聚多巴胺(PDA)改性和原位还原工艺得到银纳米粒子(AgNPs)修饰的NWF(AgNPs@NWF)。采用循环浸渍吸附-分层组装工艺,通过纳米纤维素的分散作用和界面结合作用将氮化硼纳米片(BNNS)分别吸附到NWF和AgNPs@NWF表面,构建连续的BNNS导热网络骨架(BNNS@NWF)和AgNPs/BNNS协同导热网络骨架(AgNPs/BNNS@NWF)。以BNNS@NWF为表面层,AgNPs/BNNS@NWF为中间层,热压制备了BNNS-AgNPs/BNNS-BNNS三明治结构导热复合薄膜,对复合薄膜进行微观结构表征并测试其导热性能、绝缘性能、力学性能以及实际热管理性能。结果表明：复合薄膜在形成AgNPs/BNNS协同三维导热网络的同时也保证了绝缘性能。在BNNS和AgNPs的质量分数分别为34.8%和3.3%时,复合薄膜的面内导热系数达到7.56 W/(m·K),体积电阻率达到3.54×10¹³Ω·cm,同时具有良好的力学性能,实际应用场景的测试证明该复合薄膜具有良好的热管理...     

低介电聚酰亚胺/分子筛复合薄膜的制备及性能研究

通过将硅烷偶联剂和超声分散处理后的分子筛加入聚硅氧烷酰胺酸共聚物溶液中进行混合和热亚胺化的方法,制备一系列聚酰亚胺/分子筛复合薄膜。通过网络分析仪、傅里叶红外光谱仪(FTIR)、热重分析仪(TGA)、电子拉伸机、击穿电压测试仪等对薄膜进行结构表征和性能研究。结果表明:复合薄膜的介电常数随着分子筛含量的增加而降低,当分子筛质量分数为3%时,薄膜的介电常数由初始的3.02下降为2.72,介质损耗因数由初始的0.005 0增大为0.005 4,薄膜的热分解温度高于500℃,断裂伸长率为30.8%,综合性能良好。     

石墨微片/PVDF复合薄膜结构与性能的研究

选用石墨微片为填充材料,以PVDF为基体,采用流延法制备PVDF基介电复合薄膜。将热膨胀后的石墨微片进行表面化学改性得到改性石墨微片。将改性石墨微片添加到PVDF基体中,制备了石墨微片/PVDF复合薄膜,对复合薄膜的微观结构、结晶性能、热力学稳定性以及介电性能进行测试,分析了石墨微片对复合薄膜性能的影响。结果表明:石墨微片直径为微米级且能较好的分散在PVDF基体中,石墨微片的引入对PVDF薄膜的相变影响不大。热分析显示,石墨微片的加入提高了复合薄膜的热稳定性。宽频介电谱测试表明,在100 Hz测试频率下,当石墨微片含量≤3%时,复合薄膜的介电常数最高为36。当石墨微片含量提高至5%时,复合薄膜的介电常数突增至6.5×105。     

双极性纳秒脉冲DBD等离子体改性增强BNNSs在环氧树脂中的分散性

在环氧树脂中添加氮化硼纳米片(boron nitride nanosheets,BNNSs)可获得某些优于常规材料的特性,但纳米粒子的“团聚”现象对改性效果有较大影响。为了增强BNNSs在环氧树脂(epoxy resin, EP)基体中的分散性,为此采用大气压Ar+H₂O双极性纳秒脉冲介质阻挡放电(dielectric barrier discharge,DBD)低温等离子体对BNNSs进行羟基化改性,再用硅烷偶联剂KH560修饰,使用X射线光电子能谱仪(X-ray photoelectron spectroscopy,XPS)、热重分析(thermogravimetric analysis,TGA)来研究等离子体改性前后BNNSs表面的元素及羟基含量和对偶联剂修饰的影响,利用面积分布概率和冲击强度对BNNSs分散性进行定量表征。测试结果表明,在20%的相对湿度下,等离子体改性后BNNSs表面的羟基含量提高近两倍,增强了BNNSs对偶联剂的吸附作用,相比于只用偶联剂改性的BNNSs,其表面偶联剂的包覆率提高了45%;在相同质量分数下,等离子体+偶联剂改性的BNNS...     

三明治结构聚偏氟乙烯基复合介质的微结构设计及介电特性

为了研究填充相和结构对聚偏氟乙烯基聚合物(PVDF)介电和储能特性的影响,采用溶液铸造和热压工艺制备了含有二维氮化硼薄片和钛酸钡颗粒的单层复合薄膜及三明治结构复合薄膜。采用X射线衍射和扫描电子显微镜分析了复合薄膜的晶体结构和形貌,利用宽频介电谱仪和铁电综合测试仪获得了薄膜的介电性能和储能特性。结果表明,制备的三明治结构复合薄膜具有优异的性能,其中BN-PVDF/BaTiO_3-PVDF/BN-PVDF三明治结构复合薄膜在10 Hz时的相对介电常数为13,放电能量密度在电场强度为350 MV/m时高达6.2 J/cm3,是单层BaTiO_3-PVDF复合薄膜的1.6倍;其击穿场强高达370 MV/m,是BaTiO_3-PVDF的1.5倍;且其放电效率为0.55。总结得出,这是因为三明治结构中上下2层引入的BN 2维薄片提高了复合介质击穿强度,缓解了电极化强度过早饱和;而中间层BaTiO_3的引入增强了复合介质的极化特性,从而获得了具有优异介电性能和储能特性的PVDF基复合薄膜。     

导电片状镍粉/聚酰亚胺复合薄膜的制备与性能研究

采用原位聚合法合成了导电片状镍粉/聚酰胺(CFNP/PAA)溶液,通过热亚胺化制备了CFNP/PI复合薄膜,对复合薄膜的红外光谱、热性能、力学性能、电性能、表面形貌进行了分析。结果表明:CFNP的加入不影响复合薄膜的亚胺化,随着CFNP含量的增加,CFNP/PI复合薄膜的电气强度和体积电阻率下降,导电能力明显提高,热稳定性提高,力学性能有所下降。当CFNP质量分数为21.5%时,复合薄膜的体积电阻率下降至85Ω·m,达到渗流阈值。     

聚酰亚胺/氧化铝复合薄膜耐电晕性能研究

采用逐层流延铺膜及热亚胺化法制备了掺杂层纳米氧化铝含量不同的聚酰亚胺/氧化铝(PI/Al_2O_3)三层复合薄膜。通过透射电子显微镜、X射线衍射仪对复合薄膜进行表征,并对复合薄膜的力学性能、热稳定性及耐电晕性能进行测试。结果表明:复合薄膜具有明显的三层结构,掺杂层中纳米Al_2O_3颗粒分散均匀,纳米Al_2O_3的加入会降低PI基体的排列有序度。加入纳米Al_2O_3颗粒后PI/Al_2O_3三层复合薄膜的拉伸强度和断裂伸长率降低,热稳定性和耐电晕性能提高。当掺杂层无机含量为16%时,PI/Al_2O_3三层复合薄膜的耐电晕时间比纯PI薄膜提高了48倍。     

聚酰亚胺/导电炭黑抗静电复合薄膜的性能研究

采用原位聚合法制备了聚酰亚胺/导电炭黑(PI/ECB)抗静电复合薄膜,并探讨了复合薄膜的结构、微观形貌以及导电炭黑用量对其表面电阻率、热性能和力学性能的影响。结果表明:复合薄膜亚胺化完全,热性能得到提高;炭黑的质量分数为4%时,复合薄膜表面电阻率的数量级为108,达到抗静电的最佳要求。     

聚酰亚胺/无机纳米体系中偶联剂的影响

通过溶胶-凝胶(sol-gel)法,利用正硅酸乙酯作为无机前驱体,与芳香族的聚酰胺酸(PAA)混合,制备出聚酰亚胺/二氧化硅(PI/SiO2)纳米杂化薄膜。用红外光谱、原子力显微镜等手段研究偶联剂对薄膜亚胺化程度及其形态结构的影响。测试了薄膜的光学性能和溶解性。结果表明偶联剂的加入不但明显改善PI/SiO2两相间的相容性,而且使材料的各项性能也有所提高。     

浸渍法制备色素增感太阳电池FeS2/TiO2复合薄膜

采用溶液浸渍法在ITO导电玻璃表面的多孔TiO2薄膜上沉积了FeS2薄膜.在硫气氛中热处理后,制得了FeS2/TiO2复合薄膜.采用FeS<,2./TiO2薄膜作为正电极组装成色素增感太阳电池(DSSC).应用X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)、数显测厚指示表、可见-紫外分光光度计、XJCM-8型太阳电池测试仪等研究了FeS2/TiO2薄膜的不同热处理条件、薄膜表面形貌、厚度、吸光度以及光电性能.结果表明:此方法制得的FeS2/TiO2复合薄膜具有良好的光电性能,适宜用于制备DSSC电池.     

等离子体改性纳米粒子对聚酰亚胺复合薄膜陷阱特性影响

聚酰亚胺(Polyimide,PI)纳米复合薄膜以其优越的绝缘性能广泛应用于变频牵引电机匝间绝缘。为研究纳米粒子表面改性对复合薄膜陷阱特性以及绝缘特性的影响,利用大气压空气等离子体对纳米粒子表面进行改性,采用原位聚合法制备聚酰亚胺纳米复合薄膜,通过去极化热刺激电流(thermally stimulated depolarization current,TSDC)分析薄膜内陷阱能级密度分布,利用电声脉冲法(pulsed electro acoustic method,PEA)得到了薄膜的空间电荷分布情况,并测试得到方波脉冲下复合薄膜的绝缘寿命。研究结果表明,纳米粒子经过等离子体改性后,聚酰亚胺纳米复合薄膜陷阱能级峰位移向低能级,浅陷阱密度由7.15×10~(19)(1/m~3)增至9.99×10~(19)(1/m~3),而深陷阱密度由7.63×10~(19)(1/m~3)降至5.33×10~(19)(1/m~3),浅陷阱密度的增加有效抑制了薄膜内空间电荷的积累,空间电荷密度最大值由6.93C/m~3降至3.59C/m~3,同时聚酰亚胺复合薄膜的绝缘寿命提高了28.06%;讨论分析了纳米粒子表面改性对聚酰亚胺复合薄膜内陷阱分布影响,并揭示了陷阱特性对薄膜空间电荷分布以及绝缘寿命的影响机理。     

偶联剂协同低温等离子体的复合材料氧化铝填料表面改性

环氧树脂广泛应用在电机绝缘领域,向树脂中添加微米氧化铝可以减缓绝缘老化的侵蚀,为了进一步提升氧化铝/环氧树脂复合材料电气性能,本文引入偶联剂协同低温等离子体复合改性方法对氧化铝填料进行表面处理。将偶联剂包覆改性后的微米氧化铝置于重复脉冲低温等离子体中分别进行0~9min表面改性处理,其次将氧化铝掺杂进环氧树脂中制备复合材料。观测氧化铝填料外表的形貌、官能团及结构变化,对复合材料局部放电起始电压进行测试分析。结果表明,偶联剂和低温等离子体复合改性能有效提升氧化铝填料表面活性官能团的含量,为氧化铝与树脂基体的紧密键合提供了基础,进而提升了氧化铝/环氧树脂复合材料的电气性能。在复合改性中等离子体处理时间为3min时,氧化铝填料表面含氧基团的含量相对于单一偶联剂改性增长了3.32%,表面偶联剂的接枝率提升了24.5%,复合材料的电气性能提升了7.9%。