摘要: 酸酐固化的环氧树脂由于具有较好的物理和电气性能等优点被广泛应用于电气绝缘领域。随着社会发展和经济振兴对高科技的需求越来越迫切,对材料应用环境及条件不断提出的新的要求,普通环氧树脂的性能已经严重制约了其应用领域的广阔性。而纳米材料的特... 展开 酸酐固化的环氧树脂由于具有较好的物理和电气性能等优点被广泛应用于电气绝缘领域。随着社会发展和经济振兴对高科技的需求越来越迫切,对材料应用环境及条件不断提出的新的要求,普通环氧树脂的性能已经严重制约了其应用领域的广阔性。而纳米材料的特殊性能为环氧树脂的改性研究指出了一条新的途径。 本文以双酚A型环氧树脂为基体树脂,蒙脱土为无机填料,十八烷基氯化铵和偶联剂KH550为改性剂,甲基六氢邻苯二甲酸酐为固化剂,采用正交试验法优化了复合材料的固化工艺,制备出了不同有机改性蒙脱土以及不同蒙脱土含量的环氧树脂/蒙脱土复合材料。 利用傅里叶红外光谱仪对十八烷基氯化铵与偶联剂KH550处理的蒙脱土的化学成分进行分析,试验研究了不同有机改性剂对与蒙脱土的作用机理。用高阻计测试了复合材料绝缘电阻率的温度特性,用高压西林电桥测试了复合材料介电温度谱特性,用宽频介电谱仪测试了复合材料的介电频率谱特性,重点探讨了蒙脱土的改性及蒙脱土含量对复合材料介电性能的影响。 通过对有机化蒙脱土的傅里叶红外光谱分析得到,十八烷基氯化铵与偶联剂KH550均能与蒙脱土相互作用,使蒙脱土由亲水性转为亲油性。对复合材料的测试结果表明,固化温度与环氧树脂/蒙脱土复合材料的介电性能密切相关,适当的固化温度能够有效的提高复合材料的介电性能。偶联剂KH550改性的蒙脱土(K-MMT)和十八烷基铵盐改性的蒙脱土(O-MMT)均能使坏氧树脂(EP)的介电常数(ε)与损耗角正切值(tanδ)降低,特别当温度达到160℃时,K-MMT/EP的ε和tanδ分别下降了5％和35％,而O-MMT/EP的ε和tanδ分别下降了16％和41％。可见,有机化蒙脱土的加入有望提高环氧树脂的耐温等级；对于O-MMT/EP复合材料,当蒙脱土含量为5％时,其介电常数及损耗角正切值最低,常温工频时与纯环氧树脂相比,分别下降了18％与42％。为了进一步分析产生这一现象的产生原因,试验研究了复合材料的松弛时间及分布。其结果显示,蒙脱土含量为5％的复合材料的松弛时间最长,且松弛时间的分命参数最小。此外,将复合材料的松弛时间与材料的电导率进行对比,发现这两者存在某种正比例的关系。 收起