双重动态交联Vitrimer树脂中电树枝劣化及局部放电与降解回收特性

作     者：刘贺晨 孙章林 魏利伟 刘畅 刘云鹏 周松松 刘杰 

作者机构：河北省绿色高效电工新材料与设备重点实验室(华北电力大学) 中国电力科学研究院有限公司 国网河北省电力有限公司电力科学研究院 新能源电力系统国家重点实验室(华北电力大学) 

出 版 物：《中国电机工程学报》 (Proceedings of the CSEE)

年 卷 期：2023年

核心收录：

学科分类：0808[工学-电气工程] 080803[工学-高电压与绝缘技术] 08[工学] 

基　　金：国家自然科学基金项目(52377025) 

主　　题：类玻璃高分子 电树枝 局部放电 陷阱能级 量子化学计算 降解回收 

摘      要：构建动态可逆交联网络是实现树脂类电工材料环保化的重要手段。本文基于动态交换反应理论在传统环氧/酸酐树脂体系中引入酯交换促进剂三乙醇胺和动态二硫键，制备了具有双重动态交联的类玻璃化环氧树脂（vitrimer），并采用针板电极模型研究了不同二硫键含量下该树脂体系的电树枝引发与生长及局部放电特性，利用分形维数定量描述了不同树脂体系中电树枝形态特征，利用表面电位衰减测试和交联结构的量子化学计算分析了不同二硫键含量的vitrimer陷阱特性和电子轨道分布特征。结果表明：随着树脂体系中二硫键的增多，树脂陷阱能级提高，电子轨道能级减小，树脂电树引发电压略有降低，电树生长速度加快且电树形态分形维数降低。最后，通过模拟绕组浇注器件降解回收实验研究了树脂动态交换与降解特性。研究发现，双重动态交联网络赋予树脂优异的动态特性，实现内部高价值材料的高效无损回收，可为电工材料的环保化及退役设备的回收处理提供新的思路和选择。