等離子體改性微米氧化鋁摻雜樹脂的絕緣及力學性力學性能研究.pdf

1、微米A12O3粒子摻雜環(huán)氧樹脂（Epoxy Resin，EP）固體有機絕緣材料由于其良好的機械強度和介電性能，被大量應(yīng)用在絕緣母線接頭、絕緣子傘裙和變壓器絕緣等高壓電氣設(shè)備中。而微米A12O3作為無機填料與環(huán)氧樹脂有機基體界面結(jié)合狀況的優(yōu)劣，會影響A12O3/EP復(fù)合材料絕緣和力學性能。為了提升微米A12O3填料的表面活性，改善填料與基體的界面結(jié)合狀況，進而滿足電力工業(yè)對A12O3/EP復(fù)合材料更高的性能要求，本文引入偶聯(lián)劑協(xié)同低溫等離

2、子體復(fù)合表面改性方式。
　　本文利用重復(fù)脈沖介質(zhì)阻擋放電（Dielectric Barrier Discharge，DBD）形式產(chǎn)生低溫等離子體，經(jīng)偶聯(lián)劑改性、偶聯(lián)劑協(xié)同低溫等離子體復(fù)合改性兩種不同表面改性方式分別處理微米A12Os填料，通過掃描電子顯微鏡、傅里葉紅外光譜儀和X射線光電子能譜儀表征A12O3填料表面的微觀形貌、官能團種類、元素含量和結(jié)構(gòu)。其次在兩種不同的改性方式下分別制備10wt％～70wt%填料填量的A12O3/

3、EP復(fù)合材料，觀測復(fù)合材料的斷面形貌，測試并得到了復(fù)合材料的局部放電起始電壓、短時交流擊穿電壓和拉伸強度數(shù)據(jù)。
　　研究表明，偶聯(lián)劑協(xié)同低溫等離子體復(fù)合改性方式能夠有效增強單一偶聯(lián)劑對微米A12O3表面活性的增強效果，使得填料表面偶聯(lián)劑接枝率提升24.5%，含氧基團含量提高3.32%，并且在微米A12O3表面產(chǎn)生了嚴重的刻蝕，粗糙度提升，表面能增高。表面活性的增強促進了填料與基體的鍵合，使得二者界面鍵合更牢固，微米A12O3在A1

4、2O3/E P復(fù)合材料中的分散更為均勻。當復(fù)合改性A12O3的填充量為40wt%時，A12O3/EP復(fù)合材料的局部放電起始電壓達到最高，相比偶聯(lián)劑改性方式性能提升了22.0%；A12O3/EP復(fù)合材料的拉伸強度最高，相比偶聯(lián)劑改性方式下復(fù)合材料拉伸強度提升了13.1%。50wt%復(fù)合改性微米A12O3填充環(huán)氧樹脂后擊穿電壓達到最大，相比偶聯(lián)劑改性方式性能提升了43.5%。
　　綜上所述，偶聯(lián)劑協(xié)同低溫等離子體復(fù)合改性方式通過增強填