環(huán)氧樹脂-酸酐固化體系復合絕緣材料的殘余應力特性研究.pdf

1、酸酐固化環(huán)氧樹脂絕緣材料具有良好的介電性能，是GIS高壓盆式絕緣子澆注制造的主要材料。但是，環(huán)氧樹脂/酸酐固化產物的實際強度不足理論強度的十分之一，主要原因是固化產物中存在較大且分布不均勻的殘余應力。殘余應力的存在會使實際生產過程中的盆式絕緣子更易出現(xiàn)微裂紋、界面分層等缺陷，危害GIS設備的安全運行。
　　環(huán)氧樹脂/酸酐固化體系需要在高溫下才能進行固化反應，由于固化體系導熱性較差，固化成型過程中會產生不均勻分布的溫度場，使固化體系

2、收縮不均勻，繼而形成殘余應力，這是殘余應力產生的主要原因之一。此外，高壓盆式絕緣子的生產常使用環(huán)氧樹脂添加α-Al2O3進行澆注，以提高絕緣材料的機械強度。隨著Al2O3顆粒的加入，會引入分散不均、粒子團聚等問題，也會使環(huán)氧樹脂固化體系內部形成應力集中。
　　論文針對上述問題，本文制備了多種環(huán)氧樹脂/酸酐固化體系樣品，采用電測法對環(huán)氧樹脂固化體系進行了殘余應力測量，分析比較了固化體系內部不同部位的殘余應力差異，研究了固化產物的殘余

3、應力的影響因素。制備了具有環(huán)氧樹脂納米復合涂層，對其放液體污穢、防沿面閃絡性能進行了相關試驗，建立了實驗模型并對其進行了仿真計算。論文的主要內容有:
　　(1)闡述了環(huán)氧樹脂/酸酐固化體系絕緣材料的研究背景與意義，介紹了雙酚A型環(huán)氧樹脂、酸酐固化劑的基本特性，并分析了環(huán)氧樹脂與酸酐直接反應，在叔胺促進劑作用下二者的固化反應兩個方面的固化反應原理，根據(jù)環(huán)氧樹脂固化反應的特性，分析了殘余應力在整個體系的固化過程中產生的原因。
　

4、　(2)制備了多種配比的環(huán)氧樹脂/酸酐固化體系樣品，對環(huán)氧樹脂樣品進行了殘余應力的測量，分析比較了固化物內部不同部位的殘余應力，研究了冷卻方式對固化產物的殘余應力的影響。對比了不同環(huán)氧值環(huán)氧樹脂固化物的殘余應力情況。在環(huán)氧樹脂固化體系中加入了不同添加量的微米α-Al2O3填料，對殘余應力進行了比較。試驗結果表明:樣品中殘余應力隨到中心的距離的增加而降低，在表面達到最低;不同冷卻條件下，冷卻介質熱導率越高，降溫速度越快，殘余應力越大;固體

5、環(huán)氧樹脂固化體系內部殘余應力相比液體環(huán)氧樹脂較低;微米Al2O3粒子添加量在300份以下時，殘余應力隨著添加量的增加而減小。
　　(3)根據(jù)環(huán)氧樹脂/酸酐固化體系的殘余應力研究情況，考慮了制備工藝的可操作性，選擇了殘余應力較小的環(huán)氧樹脂材料，制備了環(huán)氧樹脂/酸酐/納米二氧化硅的復合涂層，研究了液體污穢在環(huán)氧樹脂復合表面上的運動規(guī)律，開展了環(huán)氧樹脂復合涂層的液體碰撞沿面放電試驗，研究了環(huán)氧樹脂復合涂層的沿面放電形貌特征，測量表面的泄