環(huán)氧樹脂-蒙脫土納米復(fù)合材料介電性能研究.pdf

1、酸酐固化的環(huán)氧樹脂由于具有較好的物理和電氣性能等優(yōu)點(diǎn)被廣泛應(yīng)用于電氣絕緣領(lǐng)域。隨著社會發(fā)展和經(jīng)濟(jì)振興對高科技的需求越來越迫切,對材料應(yīng)用環(huán)境及條件不斷提出的新的要求,普通環(huán)氧樹脂的性能已經(jīng)嚴(yán)重制約了其應(yīng)用領(lǐng)域的廣闊性。而納米材料的特殊性能為環(huán)氧樹脂的改性研究指出了一條新的途徑。
　　 本文以雙酚A型環(huán)氧樹脂為基體樹脂,蒙脫土為無機(jī)填料,十八烷基氯化銨和偶聯(lián)劑KH550為改性劑,甲基六氫鄰苯二甲酸酐為固化劑,采用正交試驗(yàn)法優(yōu)化了復(fù)

2、合材料的固化工藝,制備出了不同有機(jī)改性蒙脫土以及不同蒙脫土含量的環(huán)氧樹脂/蒙脫土復(fù)合材料。
　　 利用傅里葉紅外光譜儀對十八烷基氯化銨與偶聯(lián)劑KH550處理的蒙脫土的化學(xué)成分進(jìn)行分析,試驗(yàn)研究了不同有機(jī)改性劑對與蒙脫土的作用機(jī)理。用高阻計(jì)測試了復(fù)合材料絕緣電阻率的溫度特性,用高壓西林電橋測試了復(fù)合材料介電溫度譜特性,用寬頻介電譜儀測試了復(fù)合材料的介電頻率譜特性,重點(diǎn)探討了蒙脫土的改性及蒙脫土含量對復(fù)合材料介電性能的影響。

3、　　 通過對有機(jī)化蒙脫土的傅里葉紅外光譜分析得到,十八烷基氯化銨與偶聯(lián)劑KH550均能與蒙脫土相互作用,使蒙脫土由親水性轉(zhuǎn)為親油性。對復(fù)合材料的測試結(jié)果表明,固化溫度與環(huán)氧樹脂/蒙脫土復(fù)合材料的介電性能密切相關(guān),適當(dāng)?shù)墓袒瘻囟饶軌蛴行У奶岣邚?fù)合材料的介電性能。偶聯(lián)劑KH550改性的蒙脫土(K-MMT)和十八烷基銨鹽改性的蒙脫土(O-MMT)均能使壞氧樹脂(EP)的介電常數(shù)(ε)與損耗角正切值(tanδ)降低,特別當(dāng)溫度達(dá)到160℃時(shí),

4、K-MMT/EP的ε和tanδ分別下降了5％和35％,而O-MMT/EP的ε和tanδ分別下降了16％和41％?？梢?有機(jī)化蒙脫土的加入有望提高環(huán)氧樹脂的耐溫等級；對于O-MMT/EP復(fù)合材料,當(dāng)蒙脫土含量為5％時(shí),其介電常數(shù)及損耗角正切值最低,常溫工頻時(shí)與純環(huán)氧樹脂相比,分別下降了18％與42％。為了進(jìn)一步分析產(chǎn)生這一現(xiàn)象的產(chǎn)生原因,試驗(yàn)研究了復(fù)合材料的松弛時(shí)間及分布。其結(jié)果顯示,蒙脫土含量為5％的復(fù)合材料的松弛時(shí)間最長,且松弛時(shí)間的