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摘要
聚酰亚胺可用作高频电力变压器的包覆绝缘材料,但要面临因沿面放电而可能导致的绝缘失效问题,可借助于材料改性技术解决。该文通过引入1%、2%、5%摩尔含量的1, 3-双(3-氨基丙基)-1, 1, 3, 3-四甲基二硅氧烷(GAPD)和等效含量的SiO2,分别对聚酰亚胺薄膜进行分子结构改性和纳米复合改性,以两种方法实现其硅氧功能化,并基于紫外光谱、扫描电子显微镜(SEM)、电阻率等材料理化特性测试的对比研究,重点考核材料的高频沿面放电寿命。结果表明,两种改性方式均可获得聚酰亚胺较优异的热学、力学等基本理化特性,加入5%SiO2后,薄膜电寿命可提升至纯聚酰亚胺的3.4倍;而引入5%GAPD后,薄膜电寿命可提升至纯聚酰亚胺的4.77倍。两种改性方式的影响机制有所差异:加入SiO2,是将Si-O-Si结构的晶体添加至聚酰亚胺中形成纳米复合体系,并通过界面等作用提升材料的高频沿面放电耐受性能;引入GAPD,是将均匀分布、不分相的Si-O-Si网络键入至聚酰亚胺中,使基体结构更致密,同时可在外层被破坏后形成均匀的絮状无机粒子,多因素协同作用更有效地提升了材料的高频沿面放电寿命。利用GAPD对聚酰亚胺进行分子结构改性以实现其硅氧功能化,可获得更加优异的材料理化特性和放电耐受性能,具有潜在应用价值。
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