环氧树脂湿热老化过程分子模拟仿真研究

作者：谢耀恒; 雷红才; 黄海波; 潘华; 赵世华; 刘玉; 罗阳君

来源：绝缘材料, 2019, 52(09): 70-77.

DOI：10.16790/j.cnki.1009-9239.im.2019.09.013

• 分子模拟
• 交联反应
• 自由体积
• 扩散行为

利用Materials Studio分子模拟软件模拟甲基四氢邻苯二甲酸酐与环氧树脂的固化交联反应,建立了合理的环氧树脂交联系统,采用分子模拟方法研究了湿热环境中水分子的扩散行为以及湿热老化对环氧树脂交联系统的影响规律,并通过实验验证了仿真结果的准确性。结果表明:在水分子与环氧极性基团结合形成氢键前,两者之间存在吸引力,随着水分子含量的增加,吸引力不断增大,两者结合形成的氢键数量增加。吸湿初期,主要是水分子占据环氧树脂系统的自由体积(FFV),导致系统的FFV减小,而后期主要是溶胀作用导致系统的FFV增大。当水分子质量分数高于0.66%后,环氧树脂分子链的运动能力逐渐增强,系统的稳定性逐渐下降。随着水分子质量分数的增加,水分子的均方根位移(MSD)以及扩散系数不断增大。

• 单位
  国网湖南省电力有限公司; 国网湖南省电力有限公司电力科学研究院; 重庆大学; 输配电装备及系统安全与新技术国家重点实验室