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华北电力大学学报(自然科学版)2024年第02期:纳米Al_2O_3-STPP@HACC核壳填料的制备及其对间位芳纶绝缘纸性能的影响

来源:期刊VIP网 时间:


作者:律方成;路修权;刘贵林;朱玫盈;常小斌;阮浩鸥;

单位:新能源电力系统国家重点实验室(华北电力大学);赣州龙邦材料科技有限公司;

摘要:通过交联和表面吸附的方法,以三聚磷酸钠(STPP)作为交联剂将壳聚季铵盐(HACC)包覆在纳米氧化铝(Al_2O_3)表面,成功合成了具有核-壳结构的复合纳米材料(Al_2O_3-STPP@HACC),并以此纳米材料作为填料制备了氧化铝/间位芳纶(PMIA)复合纸。利用zeta电位、XPS、FTIR、SEM、TEM和热重等方法对改性前后的纳米氧化铝微观形貌、化学组分、理化性能等进行了表征,测试了各纸样的工频击穿场强和表面电荷消散过程,计算得到绝缘纸陷阱分布特性。结果表明,壳聚糖季铵盐外壳通过静电引力和氢键包覆在纳米氧化铝表面,在聚合物中起到粘合和过渡作用,三聚磷酸钠起交联作用。改性后芳纶纸抗张强度和交流击穿强度分别为4.6 MPa和32.6 kV/mm,分别提升了38.5%和33%,同时,复合纸具有显著增强的热稳定性和低电导率(7.50×10~(-17) S/m),HACC@STPP壳层能够增强纤维界面结合力,引入大量深陷阱,限制载流子运动。

关键词:HACC@STPP;;间位芳纶;;界面作用;;纳米Al_2O_3;;电气性能

基金资助:国家自然科学基金面上项目(51777076)