【摘 要】
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纳米复合环氧树脂材料在电气绝缘领域应用广泛。为了研究纳米SiO2粒子分散性、纳米SiO2粒子质量分数对纳米SiO2/环氧树脂复合材料介电性能的影响,本文采用“机械法”制备未改
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纳米复合环氧树脂材料在电气绝缘领域应用广泛。为了研究纳米SiO2粒子分散性、纳米SiO2粒子质量分数对纳米SiO2/环氧树脂复合材料介电性能的影响,本文采用“机械法”制备未改性、“机械法”制备改性、“气泡法”制备改性纳米SiO2复合环氧树脂材料三种方法,分别制备了纳米SiO2含量为2wt%、3wt%、4wt%、5wt%、6wt%的纳米SiO2/环氧树脂复合材料,并对纳米SiO2粒子分散性定量表征,测试纳米复合材料介电谱特性、击穿特性、耐电晕特性。纳米SiO2含量5wt%时,基于三种制备方法的纳米SiO2/环氧树脂复合材料扫描电镜SEM图像,运用Image J软件提取出纳米SiO2粒子特征数据,利用森下氏指数的方法分析纳米SiO2粒子分散性,结果表明,“气泡法”制备硅烷偶联剂改性纳米SiO2/环氧树脂复合材料中纳米SiO2分散性最好,“机械法”制备硅烷偶联剂改性纳米SiO2/环氧树脂复合材料中纳米SiO2分散性次之,“机械法”制备未改性纳米SiO2/环氧树脂复合材料中纳米SiO2分散性最差。对试样进行介电性实验后发现,纳米SiO2/环氧树脂复合材料比纯环氧树脂介电常数、介质损耗有所增加,击穿场强有所提高,耐电晕特性有所增强。随纳米含量的增加,三种制备方法的纳米复合材料介电常数均先升高,后降低,介质损耗增大,击穿场强先升高,后降低,耐电晕特性增强。击穿场强随纳米含量增加呈现出先升高,后降低的趋势,符合逾渗理论,并运用逾渗理论解释这种变化的原因。在纳米含量5wt%时,“机械法”制备未改性、“机械法”制备改性、“气泡法”制备改性纳米SiO2/环氧树脂复合材料介电常数、击穿场强、耐电晕性能均有所提高,结合纳米粒分散性定量表征结果可知,纳米粒子分散性越好,复合材料介电常数越大、击穿性能越好、耐电晕性能越强。
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