陈玉,邵颖煜,王双,王增彬,王诗航,杜超云,成永红

(1.西安交通大学电气工程学院,710049,西安;2.广东电网有限责任公司电力科学研究院,510080,广州;3.西安西电电工材料有限责任公司,710082,西安)

环氧树脂具有优异的电气、机械等性能,因而被广泛应用于GIS、绝缘套管、绝缘子、电机等多种电力设备[1-3]。随着电力设备对于环氧树脂性能要求的日渐提高,传统微米尺度的环氧树脂复合材料在性能上已经逐步落后于电力设备的要求。为了改善传统环氧树脂复合材料的电气、机械等性能,添加纳米填料的环氧树脂复合材料正在成为绝缘材料领域的研究热点[4-6]。

在聚合物中添加无机填料以改善某种性能已经成为新材料研制中常用的方法[7-8]。纳米Al2O3粒子具有粒径小、比表面积大、表面能高等特点,因此纳米Al2O3粒子间很容易团聚在一起,形成二次粒子,这种团聚作用是纳米Al2O3环氧树脂复合材料制备过程中的主要难题。纳米粒子的团聚使其很难均匀地分散到环氧树脂基体中,而且其表面含有较多羟基,与环氧树脂基体材料的相容性差,这必然影响到复合材料的整体性能[9-11]。为了提高环氧树脂绝缘体系的性能,国内外对于纳米粒子的改性进行了大量的研究[12-15],但针对苯乙烯(PS)接枝改性纳米Al2O3表面来提高复合材料击穿性能的研究还鲜见报道。

通过对无机纳米粒子进行表面改性,可以降低其表面张力,减弱团聚,提高其分散性,而且改性后的纳米粒子材料的表面能够与环氧树脂基体材料相容或者形成化学键,使得两者间的界面黏结强度高,界面张力小,从而获得性能优良的纳米Al2O3环氧树脂复合材料。……