等離子體改性玻璃纖維增強的環(huán)氧樹脂電氣性能研究.pdf

1、玻璃纖維增強環(huán)氧樹脂復合材料作為一種良好的絕緣材料，被廣泛用于絕緣套管等電力設備中。由于玻璃纖維表面的活性問題導致其不能與環(huán)氧樹脂基體之間形成良好的結合，容易使絕緣材料在生產和應用的過程中產生缺陷進而加速電力設備絕緣老化。等離子體表面改性是目前發(fā)展較快的新技術，它可以在短時間內髙效率地處理材料，使玻璃纖維更易于和環(huán)氧樹脂等有機膠黏劑結合。本文采用低溫等離子體對玻璃纖維表面進行改性，研究了改性后的玻璃纖維對玻璃纖維/環(huán)氧樹脂復合材料的電氣

2、和力學性能的影響。
　　首先，采用介質阻擋放電在空氣中大氣壓下產生的低溫等離子體對無堿玻璃纖維進行改性實驗，分別處理0s、180s、360s、540s，考察經不同時間改性后玻璃纖維表面形貌及化學組成成分的變化，并分析玻璃纖維的改性效果與等離子體處理時間之間的關系。
　　實驗結果表明，在空氣中經不同時間等離子體處理后玻璃纖維表面出現(xiàn)不同程度的刻蝕痕跡，并且成功引入了O-C=O等新的含氧極性官能團，這二者相互作用可以很好地提升玻

3、璃纖維與環(huán)氧樹脂的界面結合強度。但等離子體的處理效果并不是隨時間的增加而增強的，基于本文的實驗結果，在空氣中大氣壓下對玻璃纖維進行等離子體處理的最佳方案為：電源頻率11kHz，工作電壓20kV，放電功率70W，處理時間180s。
　　其次，釆用不同含量等離子體改性后的玻璃纖維摻雜環(huán)氧樹脂，制備成玻璃纖維/環(huán)氧樹脂復合材料，并測試復合材料的局部放電起始電壓、交流短時擊穿電壓、拉伸、彎曲強度，結合復合材料的斷面形貌對比分析等離子體改性

4、效果對復合材料的電氣及力學性能的影響。實驗發(fā)現(xiàn)采用經低溫等離子體改性后的玻璃纖維制備的環(huán)氧樹脂復合材料，電氣和力學性能均有所提升。從復合材料的斷面形貌來看，等離子體改性使玻璃纖維在環(huán)氧樹脂中分散的更加均勻，并且玻璃纖維因拔出而留下的孔洞較少，與環(huán)氧樹脂結合的更加緊密。改性后的玻璃纖維含量為20wt％時，復合材料的局部放電起始電壓及交流短時擊穿電壓達到最高為23.2kV和33.5kV，提高了6.9%和3.4%，拉伸、彎曲強度在改性后玻璃纖