纳米氧化硅改性聚酰亚胺薄膜的性能

作者: 美鑫绝缘材料 日期: 2015-06-15 人气: -

  随着现代电力电子技术的飞速发展,凭借着节能的优势,变频调速电动机使用越来越广泛,但是变频电机多采用脉宽调制(PWM)驱动脉冲调速技术,增加了电机定子绕组电压的幅值,导致严重的局部放电(电晕),使得电机的绝缘系统寿命大大降低。在电机定子绕组绝缘系统中使用耐电晕聚酰亚胺薄膜,是目前延长电机寿命最直接有效的方法。国内外制备耐电晕聚酰亚胺薄膜的纳米填料主要有氧化铝、氧化硅,而氧化硅因为粒径更小、掺杂量更高而倍受研究者关注。但是国内外主要使用溶胶凝胶法制备聚酰亚胺/纳米氧化硅复合薄膜,过程复杂,影响因素多,不适合工业生产。

  使用共混法制备了纳米SiO2/聚酰亚胺复合薄膜,研究了纳米SiO2添加量对该复合薄膜力学性能、电气强度以及耐电晕性能的影响,并讨论了树脂体系的固含量对该复合薄膜耐电晕性能的影响。结果表明:随着SiO2添加量的增大,薄膜的拉伸强度变化不大,但断裂伸长率下降明显,电气强度先升高后降低,SiO2含量为6%时电气强度达到最大值,耐电晕性能提高。随着树脂固含量的增大,薄膜的耐电晕性能也随之提高,最佳树脂固含量为19%

使用共混法制备了纳米氧化硅/聚酰亚胺复合薄膜,研究了纳米填料的添加量对复合材料拉伸强度、断裂伸长率、电气强度以及耐电晕性能的影响,得到以下结论:

1)纳米SiO2 对复合薄膜拉伸强度的影响不大,但断裂伸长率随着纳米SiO2的加入而降低;

2)电气强度随着纳米填料添加量的增加而呈现先升高后降低的趋势,当纳米SiO2含量为6%时,电气强度达到最大值,由纯PI 膜的162 MV/m提高至248 MV/m

3)与纯PI 膜相比,纳米氧化硅/聚酰亚胺复合薄膜的耐电晕性能大幅度提高,当SiO2含量为15%时,复合薄膜的耐电晕寿命在3 kV电压下超过纯PI膜寿命的20 倍,在2 kV电压下超过纯PI 膜寿命的30倍;

4)纳米氧化硅/聚酰亚胺复合薄膜的耐电晕性能随着树脂体系的固含量增大而增大,在不影响树脂流平性的条件下,树脂的固含量为19%时为最佳。


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