基于席夫碱基的可降解环氧绝缘材料性能研究

作     者：伍云健 胡益然 林慧 方锐 蔡福进 张晓星 WU Yunjian;HU Yiran;LIN Hui;FANG Rui;CAI Fujin;ZHANG Xiaoxing

作者机构：湖北工业大学新能源及电网装备安全监测湖北省工程研究中心武汉430072 

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

年 卷 期：2023年第49卷第11期

页      面：4490-4497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(52277144) 

主　　题：席夫碱 可降解环氧树脂 绝缘材料 介电性能 热力学性能 

摘      要：环氧树脂因其优异的理化特性和电气性能而被广泛作用电力设备绝缘材料,但其难以有效回收降解易导致电力设备退役后整体废弃,不符合绿色电力的发展要求。为探究可降解环氧绝缘材料及其相关性能的影响因素,基于香草醛和环氧氯丙烷的醚化反应合成了含醛基的香草醛基单环氧化物,在此基础上与二胺固化剂4,4′–亚甲基双环己胺固化得到含席夫碱的可降解环氧绝缘材料。采用傅里叶变换红外光谱仪、超导核磁共振波谱仪对环氧树脂进行了分子结构表征,红外光谱、核磁共振氢谱(^(1)H–NMR)和核磁共振碳谱(13C–NMR)均证实了合成产物为含席夫碱的可降解环氧树脂,而且可降解环氧树脂中席夫碱含量随着温度先增大后减小。热失重特性和介电性能的测试结果表明,可降解环氧树脂具有良好的热稳定性且与固化温度呈正比;其介电性能良好,相对介电常数为2.1~3.7,介电损耗为0.004~0.008,均与传统环氧树脂相当。击穿实验和力学性能的测试结果表明,可降解环氧树脂击穿场强最高可达45.34 kV/mm,弹性模量为3.4~3.7 GPa,均高于传统环氧树脂。通过探究不同的降解条件发现,材料在80℃的弱酸环境下,40 min内能够完全降解。