氟化协同高分子助剂调控环氧复合材料绝缘性能机制

作     者：戚相成 同向前 任鹏荣 杨国清 QI Xiangcheng;TONG Xiangqian;REN Pengrong;YANG Guoqing

作者机构：西安理工大学电气工程学院西安710048 西安理工大学材料科学与工程学院西安710048 

出 版 物：《高电压技术》 (High Voltage Engineering)

年 卷 期：2023年第49卷第11期

页      面：4517-4526页

核心收录：

学科分类：080801[工学-电机与电器] 0808[工学-电气工程] 08[工学] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 080502[工学-材料学] 

基　　金：国家自然科学基金(52272121,51972265) 陕西省教育厅重点科学研究计划项目(20JS101) 

主　　题：超支化聚酯 等离子体氟化 界面改性 空间电荷 绝缘性能 

摘      要：偶联剂作为常用小分子界面改性助剂,在等离子体作用下,其界面相容性易受影响。为进一步调控填料与环氧树脂基界面特性,采用端羧基超支化聚酯(carboxyl-terminated hyperbranched polyester,CHBP)对纳米SiO_(2)进行大分子链包覆,再协同等低温离子体对填料进行氟化接枝。对比分析不同改性方式下环氧复合材料化学组分、微观形貌、电荷特性及沿面闪络特性。实验结果表明:相比偶联剂预处理,经超支化表面接枝改性的纳米SiO_(2)与环氧基体间界面相容性更好,氟化协同改性后,其在基体内团聚尺寸较KH550/氟化改性显著减少。掺杂质量分数3%的CHBP/氟化改性填料,可有效减少高压电场下环氧复合材料的平均电荷密度,抑制空间电荷积聚及跨界面输运,其沿面闪络发展得到有效抑制,闪络电压分散性有所降低。其击穿场强最大值达到40.88 kV/mm,相较于同质量分数的CHBP改性,KH550/氟化改性试样分别提高了12.34%、20.13%。氟化协同高分子助剂接枝改性作为可行有效方法,为填料改性提供了新研究思路。