纳米Al2O3对聚酰亚胺薄膜受潮后绝缘性能的影响机制

作者：雷毅鑫; 吴广宁^*; 杨雁; 张兴涛; 吴旭辉

来源：高电压技术, 2019, 45(10): 3231-3239.

DOI：10.13336/j.1003-6520.hve.20181207003

• 聚酰亚胺
• 傅里叶红外光谱
• 水解反应
• 耐电晕
• 击穿场强

为了研究纳米粒子对聚酰亚胺薄膜受潮后绝缘性能的影响,以聚酰亚胺普通薄膜和聚酰亚胺纳米薄膜为测试对象,对吸水前后的薄膜进行了耐电晕实验、击穿场强实验、介电损耗的测试,并用傅里叶红外光谱(Fourier transform infrared spectroscopy,FTIR)研究了不同吸水率下薄膜的化学结构变化。结果表明:随着吸水率的增加,薄膜的介电损耗也随之增加,纯膜和纳米膜的耐电晕时间都出现先增大后减小的现象,击穿场强则出现逐渐下降的趋势。通过FTIR图谱分析,聚酰亚胺薄膜在水分存在的情况下酰亚胺环分子链发生开环反应,生成许多小分子链和一些带离子基团的化合物,一方面增加了载流子的数量,加快电荷消散,抑制了局部电荷的积累;另一方面,水分吸收过多会令介质损耗增加,介电性能降低,使得薄膜绝缘性能下降。纳米膜由于纳米粒子的引入,水分子可在纳米膜的周围形成"水壳",增多了电荷的传输通道,令其耐电晕时间先增大后减小的趋势更为明显,同时水分子和PI分子链发生水解反应,使得纳米粒子与PI分子链之间的化学键断裂,降低了聚合物基体的稳定性,因此纳米膜的击穿场强下降得更加严重。

• 单位
  国网重庆市电力公司; 西南交通大学