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納米二氧化硅改性聚酰亞胺加熱膜的性能

作者: 40973 次瀏覽 時間:2020-02-24

信息摘要:...

隨著現(xiàn)代電力電子技術(shù)的飛速發(fā)展,變頻電機(jī)以其節(jié)能的優(yōu)勢得到越來越廣泛的應(yīng)用。動力電池加熱片聚酰亞胺,是綜合性能更佳的有機(jī)高分子材料之較。其耐高溫達(dá)400℃以上 ,長期使用溫度范圍-200~300℃,部分無明顯熔點,高絕緣性能,103 赫下介電常數(shù)4.0,介電損耗僅0.004~0.007,屬F較H。聚酰亞胺電熱膜已成功地應(yīng)用在風(fēng)云系列人造衛(wèi)星,長征系列運載火箭,東風(fēng)﹑紅旗等系列導(dǎo)彈,以及飛機(jī),艦船,坦克,火炮的陀螺儀,加速度表,火控雷達(dá)等溫控與加熱系統(tǒng)中。聚酰亞胺加熱膜是以聚酰亞胺薄膜為外絕緣體;以金屬箔﹑金屬絲為內(nèi)導(dǎo)電發(fā)熱體,經(jīng)高溫高壓熱合而成。但變頻電機(jī)大多采用脈寬調(diào)制(PWM)驅(qū)動脈沖調(diào)速技術(shù),提高了電機(jī)定子繞組的電壓幅度,導(dǎo)致電機(jī)嚴(yán)重的局部放電(電暈),大大縮短了絕緣系統(tǒng)的壽命。耐電暈聚酰亞胺發(fā)熱膜是延長電機(jī)定子繞組絕緣系統(tǒng)壽命較直接、較有效的方法。氧化鋁和氧化硅是國內(nèi)外制備耐電暈聚酰亞胺熱膜的主要納米填料,氧化硅由于粒徑小、摻雜量高而備受關(guān)注。然而,國內(nèi)外主要采用溶膠-凝膠法制備聚酰亞胺/納米二氧化硅復(fù)合加熱膜是復(fù)雜的,影響因素很多,不適合工業(yè)化生產(chǎn)。

采用共混法研究了納米SiO 2的加入對復(fù)合加熱膜的力學(xué)性能、電性能和抗電暈性能的影響,并討論了樹脂體系的固含量對復(fù)合加熱膜耐電暈性能的影響。結(jié)果表明,隨著SiO 2添加量的增加,加熱膜的拉伸強(qiáng)度變化不大,但斷裂伸長率明顯降低,電強(qiáng)度先降低,當(dāng)SiO 2含量為6%時,電強(qiáng)度達(dá)到較大值,電暈電阻提高。隨著樹脂固含量的增加,加熱膜的耐電暈性能也得到提高,更佳樹脂固含量為19%。

通過共混方法制備納米二氧化硅/聚酰亞胺復(fù)合加熱膜。研究了納米填料添加量對復(fù)合材料拉伸強(qiáng)度,斷裂伸長率,電氣強(qiáng)度和電暈電阻的影響。得到以下結(jié)論。 :

(1)納米SiO 2對復(fù)合熱膜的拉伸強(qiáng)度影響不大,但隨著納米SiO 2的加入,復(fù)合熱膜的斷裂伸長減小。

(2)隨著納米SiO 2含量的增加,其電學(xué)強(qiáng)度先增大后減小。當(dāng)納米SiO 2含量為6%時,純PI薄膜的電強(qiáng)度達(dá)到較大值,從162 mV/m提高到248 mV/m。

(3)與純聚酰亞胺薄膜相比,納米SiO-U 2/聚酰亞胺復(fù)合熱膜的耐電暈性能有了很大提高。當(dāng)SiO_2含量為15%時,復(fù)合熱膜的耐電暈壽命比純π膜在3kv電壓下的耐電暈壽命長20倍,比純π膜在2kv電壓下的耐電暈壽命長30倍。

(4)納米SiO-U 2/聚酰亞胺復(fù)合熱膜耐電暈性能隨樹脂體系固含量的增加而增加,當(dāng)樹脂固含量為19%時,不影響樹脂的流平性,耐電暈性能較好。


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