用于电工绝缘材料芳纶树脂薄膜性能研究

作者:6up  来源:6up扑克  时间:2020-04-12 08:28  点击:

  间位芳纶,即聚间苯二甲酰间苯二胺(PMIA)具有优异的耐高温性、尺寸稳定性、耐辐射性、电绝缘性和机械性能而得到广泛应用,其中,作为电工绝缘材料,采用芳纶纤维抄造的芳纶绝缘纸已显示出良好的应用前景,但关于芳纶薄膜作为绝缘材料的研究与应用鲜见报道。论文对芳纶树脂在两方面的应用性能进行了探索性的研究,其一,利用芳纶树脂对普通变压器用绝缘纸进行表面涂覆改性,就其改善绝缘性能的可行性进行初步评估;其二,通过实验室制备工艺获得芳纶薄膜绝缘材料,优化性能稳定的薄膜制备工艺,并研究芳纶薄膜的热老化性能。论文利用常规热老化测试方法,在不同温度条件下进行热老化试验,研究芳纶薄膜的抗张强度,断裂伸长率,击穿场强三个参数随温度的变化规率。最终以抗张强度作为芳纶薄膜热老化的寿终参数,基于热老化模型,探讨化学反应速率与温度的关系,确定薄膜的使用上限温度,对薄膜的耐热等级进行预估。并通过TG-DSC,SEM,IR等测试手段,对薄膜在热老化过程的微观结构变化进行分析。研究结果表明:由于芳纶树脂溶剂体系中含有降解纤维素的氯化钙存在,使得改性绝缘纸在高温下易于炭化变黑,强度下降,因此直接利用芳纶树脂对普通变压器用绝缘纸进行表面涂覆改性效果受到不利影响;芳纶薄膜的热氧化速率符合Arrhenius方程,基于热老化关系推算,该芳纶薄膜的使用上限温度为145℃,达到B级绝缘材料的耐热等级。芳纶在热老化过程中,发生物理老化,而没有氧化生成新的物质,即高分子链无规则断裂,交联程度的降低,小分子团聚在一起,表面类似于像“结块”现象产生,材料规整结构破坏,导致材料机械性能和电性能下降。论文的研究方法,也为快速评估聚合物薄膜的热老化性能提供了一种可以借鉴的有效实验方法。

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