EP-MWNTs納米復(fù)合材料界面模擬及其對(duì)介電性能的影響.pdf

1、酸酐固化的環(huán)氧樹(shù)脂(EP)是電氣絕緣領(lǐng)域中普遍應(yīng)用的熱固性樹(shù)脂。隨著電氣絕緣應(yīng)用領(lǐng)域?qū)@類(lèi)材料應(yīng)用性能要求的不斷提高，采用各種納米組分改性EP納米復(fù)合材料受到人們的重視。不同種類(lèi)、形狀的納米組分與樹(shù)脂基體之間形成的界面有所不同，作為有機(jī)與無(wú)機(jī)組分的“紐帶”的界面對(duì)于EP納米復(fù)合材料各方面性能的影響已成為研究人員關(guān)注的熱點(diǎn)。
　　本文分別采用羧基功能化的多壁碳納米管(C-MWNTs)和環(huán)氧基功能化的多壁碳納米管(E-MWNTs)改性

2、雙酚A型環(huán)氧樹(shù)脂，以甲基六氫鄰苯二甲酸酐為固化劑，通過(guò)溶液共混法制備EP/MWNTs納米復(fù)合材料。利用SEM觀察了功能化MWNTs在丙酮溶劑中的分散情況，并結(jié)合FT-IR對(duì)MWNTs功能化效果進(jìn)行了表征。通過(guò)擊穿電壓測(cè)試儀及寬頻介電譜儀分別測(cè)試了所制備納米復(fù)合材料的擊穿強(qiáng)度、體積電阻率、介電常數(shù)及介電損耗?；趯?duì)MWNTs與EP基體之間界面結(jié)構(gòu)的模擬，建立了“EP/MWNTs納米復(fù)合材料-雙層界面模型”，并借助該模型對(duì)納米復(fù)合材料的介電

3、、絕緣性能進(jìn)行了分析。
　　實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，利用“EP/MWNTs納米復(fù)合材料-雙層界面模型”可以模擬MWNTs在樹(shù)脂基體中相互作用區(qū)域的變化，并可對(duì)EP/MWNTs納米復(fù)合材料體積電阻率及擊穿強(qiáng)度的變化進(jìn)行解釋。無(wú)論采取哪種方法對(duì)MWNTs處理，摻雜后都會(huì)使環(huán)氧-酸酐固化體系的體積電阻率有所下降，當(dāng)MWNTs摻雜量在0.2wt％-1.5wt％范圍內(nèi)變化時(shí)，EP/MWNTs納米復(fù)合材料試樣的體積電阻率只下降了1個(gè)數(shù)量級(jí)，同時(shí)試樣的擊

4、穿強(qiáng)度隨MWNTs摻雜量的增加出現(xiàn)先上升后下降的趨勢(shì)。當(dāng)MWNTs摻雜量較少時(shí)，MWNTs功能化方法對(duì)EP/MWNTs納米復(fù)合材料試樣的介電常數(shù)影響程度較大;而當(dāng)MWNTs摻雜量較大時(shí)，MWNTs的直徑是影響EP/MWNTs納米復(fù)合材料試樣的介電常數(shù)的主要因素。MWNTs直徑越小，EP/MWNTs納米復(fù)合材料介電常數(shù)的下降幅度越大;相對(duì)于直徑較大的C-MWNTs-4060而言，直徑較小的C-MWNTs-1020改性的EP/MWNTs納米