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PE/MMT纳米复合材料电老化与介电性能研究

作　者: 胡春秀
导　师: 张晓虹
学　校: 哈尔滨理工大学
专　业: 高电压与绝缘技术
关键词: LDPE 纳米复合材料有机蒙脱土介电性能电老化
分类号: TM215
类　型: 硕士论文
年　份: 2006年
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内容摘要

近年来,聚合物层状硅酸盐(PLS)纳米复合材料由于其众多的优点而成为研究的热点。聚乙烯(PE)是一种在电气绝缘领域应用极为广泛的塑料,对PE进行纳米改性将有很好的科学研究价值及工程意义。但是目前所报道的聚合物纳米复合材料主要局限于极性材料的复合和对材料的化学和机械性能的研究上,而对聚乙烯的纳米复合技术,尤其是对其介电性能的研究却为数不多。本文采用熔融插层法制备了聚乙烯/蒙脱土纳米复合材料。同时对低密度聚乙烯(LDPE)、LDPE和有机化蒙脱土的熔融共混复合材料及添加相容剂即马来酸酐接枝聚乙烯(PEMA)的聚乙烯/蒙脱土纳米复合材料在一定电压下进行老化试验,并分别测试不同老化时间材料的电击穿性能以及基本介电特性,得出纳米复合材料的电压寿命曲线和介电损耗因数、绝缘电阻率、介电常数εr随温度变化关系曲线。结果表明:加相容剂的聚乙烯/蒙脱土纳米复合材料的电老化性能要优于纯LDPE。并且其介电损耗因数值随温度变化表现出典型的极化特征,并高于纯的LDPE和不加相容剂的LDPE/有机蒙脱土,出现这种结果的可能原因是由于相容剂中含有极性基团,在LDPE和蒙脱土之间形成了相容界面从而增强了纳米复合材料的介电强度。而以纳米量级片层分散在聚乙烯中的蒙脱土,一方面以界面势垒的形式对载流子产生散射作用,另一方面由于纳米量级的蒙脱土片层较高的表面能,对复合材料中的载流子有陷阱作用,使得载流子在跃迁过程中被界面陷阱所捕获,从而阻止了复合材料体内局部放电的进一步发展,提高了聚合物绝缘的长期绝缘强度和使用寿命。另外加相容剂的纳米复合材料的体积绝缘电阻率虽然在室温时低于纯聚乙烯和不加相容剂的LDPE/有机蒙脱土,却在70～90℃的温度范围内要高于纯聚乙烯试样。

全文目录

第1章绪论  10-17
  1.1 纳米技术发展概况  10-11
  1.2 聚合物/层状硅酸盐纳米复合材料(PLS)  11-16
  1.3 课题来源及研究的意义  16-17
第2章聚乙烯/蒙脱土纳米复合材料的制备  17-25
  2.1 PLS 纳米复合材料的制备方法  17-18
  2.2 聚合物/粘土纳米复合材料的插层方法  18-19
  2.3 层状硅酸盐  19-21
  2.4 聚乙烯/蒙脱土的纳米插层复合  21-22
  2.5 聚乙烯/蒙脱土纳米复合材料制备的实验部分  22-24
  2.6 本章小结  24-25
第3章聚乙烯/蒙脱土纳米复合材料电老化性能  25-39
  3.1 电老化机理  25-26
  3.2 电老化寿命试验的依据  26-27
  3.3 电老化试验新方法  27-32
  3.4 电老化寿命试验新方法-绝缘强度法  32-34
  3.5 聚乙烯/蒙脱土纳米复合材料电老化特性的试验结果  34-37
  3.6 本章小结  37-39
第4章聚乙烯/蒙脱土纳米复合材料介电性能  39-47
  4.1 试样与试验过程  39
  4.2 实验结果及分析  39-46
  4.3 本章小结  46-47
结论  47-48
参考文献  48-52
攻读学位期间发表的学术论文  52-53
致谢  53

PE/MMT纳米复合材料电老化与介电性能研究

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