EP-MWNTs納米復合材料界面模擬及其對介電性能的影響.pdf

1、酸酐固化的環(huán)氧樹脂(EP)是電氣絕緣領域中普遍應用的熱固性樹脂。隨著電氣絕緣應用領域對這類材料應用性能要求的不斷提高，采用各種納米組分改性EP納米復合材料受到人們的重視。不同種類、形狀的納米組分與樹脂基體之間形成的界面有所不同，作為有機與無機組分的“紐帶”的界面對于EP納米復合材料各方面性能的影響已成為研究人員關注的熱點。
　　本文分別采用羧基功能化的多壁碳納米管(C-MWNTs)和環(huán)氧基功能化的多壁碳納米管(E-MWNTs)改性

2、雙酚A型環(huán)氧樹脂，以甲基六氫鄰苯二甲酸酐為固化劑，通過溶液共混法制備EP/MWNTs納米復合材料。利用SEM觀察了功能化MWNTs在丙酮溶劑中的分散情況，并結合FT-IR對MWNTs功能化效果進行了表征。通過擊穿電壓測試儀及寬頻介電譜儀分別測試了所制備納米復合材料的擊穿強度、體積電阻率、介電常數(shù)及介電損耗。基于對MWNTs與EP基體之間界面結構的模擬，建立了“EP/MWNTs納米復合材料-雙層界面模型”，并借助該模型對納米復合材料的介電

3、、絕緣性能進行了分析。
　　實驗結果表明，利用“EP/MWNTs納米復合材料-雙層界面模型”可以模擬MWNTs在樹脂基體中相互作用區(qū)域的變化，并可對EP/MWNTs納米復合材料體積電阻率及擊穿強度的變化進行解釋。無論采取哪種方法對MWNTs處理，摻雜后都會使環(huán)氧-酸酐固化體系的體積電阻率有所下降，當MWNTs摻雜量在0.2wt％-1.5wt％范圍內變化時，EP/MWNTs納米復合材料試樣的體積電阻率只下降了1個數(shù)量級，同時試樣的擊

4、穿強度隨MWNTs摻雜量的增加出現(xiàn)先上升后下降的趨勢。當MWNTs摻雜量較少時，MWNTs功能化方法對EP/MWNTs納米復合材料試樣的介電常數(shù)影響程度較大;而當MWNTs摻雜量較大時，MWNTs的直徑是影響EP/MWNTs納米復合材料試樣的介電常數(shù)的主要因素。MWNTs直徑越小，EP/MWNTs納米復合材料介電常數(shù)的下降幅度越大;相對于直徑較大的C-MWNTs-4060而言，直徑較小的C-MWNTs-1020改性的EP/MWNTs納米