收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

高介电硅橡胶材料的制备与研究

韩霄  
【摘要】:硅橡胶具有良好的电绝缘性、耐高温性和优异的柔韧性、生物相容性、易加工性,在电缆终端和介电驱动器领域有着很好的潜在应用价值。在电缆终端领域,要求材料具有高介电常数、低介电损耗和一定的力学强度;介电驱动器领域则要求材料具有高介电常数的同时,弹性模量要尽可能的低。纯硅橡胶的介电常数比较低(一般为3左右),成为了限制其发展的瓶颈。提高硅橡胶介电常数最有效的一条途径就是添加导电填料。碳纳米管是一种应用很广泛的导电填料,其具有非常优异的电性能和较大的长径比,在较低添加量下就能有效提高材料的介电常数。然而,添加碳纳米管得到的高介电硅橡胶材料介电损耗和弹性模量都比较高,这对材料的实际应用是很不利的;对碳纳米管进行改性,可以在一定程度上抑制硅橡胶材料的介电损耗,但目前文献报道的改性方法效果有限。因此,在碳纳米管填充的高介电硅橡胶领域亟需一些新的改性方法,能使其在提高材料介电常数的同时,抑制材料的介电损耗和弹性模量。本文首先使用溶胶凝胶法制备了SiO_2包覆的碳纳米管MS,以其作为介电功能填料,添加到甲基乙烯基硅橡胶(MVQ)中制得了具有高介电常数、低介电损耗和良好力学强度的硅橡胶材料,并研究了SiO_2包覆层对复合材料微观结构和宏观性能的影响,分析了其机理。研究表明,SiO_2绝缘包覆层可以改善碳纳米管在基体中的分散性,增强与基体间的界面相互作用,并且可以有效阻隔碳纳米管之间的相互接触,减小了漏导电流,在提高复合材料介电常数的同时抑制了其介电损耗。MS/MVQ复合材料的介电性能和力学强度都得到了提高。相比于未改性的碳纳米管/MVQ复合材料,MS3/MVQ复合材料在渗流阈值附近50 Hz下的介电常数提高了16.3%,介电损耗tanδ减小了35.5%,分别为25.6和0.089,交流电导率保持在较低水平,具有很好的绝缘性;拉伸强度提高了16.7%,断裂伸长率上升32.9%,分别为10.5MPa、877%。为了降低高介电硅橡胶材料的弹性模量,本文还利用π-π相互作用和疏水作用制备了乙烯基封端聚甲基苯基硅氧烷(VPMPS)包覆的碳纳米管MP,添加到MVQ中获得了MP/MVQ复合材料,研究了VPMPS包覆层对复合材料微观结构和宏观性能的影响,并分析了机理。研究发现,VPMPS包覆层不仅可以改善碳纳米管在基体中的分散性,抑制漏导电流的产生,使复合材料的介电性能得到提高。而且可以减弱MVQ分子链间的相互作用,起到增塑的作用,使复合材料的弹性模量降低,电机敏感性大幅提高。和未改性MWCNT/MVQ-2相比,MP2/MVQ复合材料介电常数提高45.2%的同时,弹性模量降低了31.3%,分别为13.5和1.47MPa;填料含量为2.0wt%时,其电机敏感因子β为9.2,比纯MVQ(4.5)提高了104.4%,比未改性的MWCNT/MVQ-2(4.3)提高了114.0%,介电损耗保持在较低水平(0.026)。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前19条
1 代志祥;谢荣斌;贡玉圭;;耐漏电起痕硅橡胶的研究进展[J];有机硅材料;2017年06期
2 郑典模;陈昕;兰倩倩;刘洋;陈秋霞;刘巍巍;;可瓷化硅橡胶材料的研究[J];高分子通报;2017年09期
3 赵敏;;一种耐高温耐油硅橡胶材料及其制备方法[J];橡胶工业;2018年05期
4 刘钢;牛聪敏;刘志刚;程亮;;硅橡胶材料防噪声耳塞加工工艺研讨[J];中国个体防护装备;2013年03期
5 闫斌;王志惠;;复合绝缘子硅橡胶材料老化性能分析[J];绝缘材料;2009年04期
6 卢建荣;张艳妍;裴建立;;220kV电力电缆附件用硅橡胶材料的吸潮特性分析[J];电力设备;2008年04期
7 Mel Toub;Sharon Shatto;承旭;;硅橡胶材料在医疗导管中的应用[J];中国医疗器械信息;2008年08期
8 党镇平,李仰平,彭宗仁;温度对硅橡胶材料介电性能的影响[J];电瓷避雷器;1997年02期
9 李泽民;;高强度高抗撕686硅橡胶的分析与应用[J];电讯技术;1987年03期
10 何洪亮;陈捷;崔天真;杜志斌;;采用硅橡胶做模具复制珍贵文物[J];哈尔滨科学技术大学学报;1987年03期
11 J.Treibal;李润林;;硅橡胶和聚氨酯橡胶在医学上的应用[J];橡胶参考资料;1987年12期
12 ;医用级硅橡胶及其质量标准[J];合成橡胶工业;1989年01期
13 乐建保,杜启云;真空吸附法制备硅橡胶——聚砜中空纤维富氧膜[J];水处理技术;1989年06期
14 王惠荪;舒克刚;奏家楠;;人工心脏用高分子材料的表面形态特征—扫描电镜观察报告[J];北京生物医学工程;1989年04期
15 宋鸿谟;张朝元;龚绍元;龙勇;;涂硅医用导管的制造[J];特种橡胶制品;1989年04期
16 赵敏;;一种绝热节能环保硅橡胶材料及其制备方法[J];橡胶工业;2019年03期
17 本刊编辑部;;防火隔热硅橡胶及其制备方法[J];橡胶科技;2018年04期
18 魏丽;北京橡胶院研制成功耐高温硅橡胶材料[J];橡胶工业;2002年11期
19 杨志国;;可瓷化阻燃耐火硅橡胶材料研究综述[J];当代化工;2017年08期
中国重要会议论文全文数据库 前8条
1 陈刚;张方举;何鹏;牛伟;;一种硅橡胶材料的粘弹性性能研究[A];第五届全国计算爆炸力学会议论文摘要[C];2012年
2 刘道龙;刘鹏波;徐闻;;开孔型泡沫硅橡胶材料的制备及性能的研究[A];2005年全国高分子学术论文报告会论文摘要集[C];2005年
3 张欢;许文;赵云峰;;阻尼硅橡胶长时热空气老化与贮存寿命研究[A];第十四届中国橡胶基础研究研讨会会议摘要集[C];2018年
4 王沪毅;胡文军;尹益辉;;数值模拟中胞元构型对硅橡胶泡沫材料力学性能的影响研究[A];第十一届南方计算力学学术会议(SCCM-11)摘要集[C];2017年
5 邵海彬;张其土;王庭慰;;可瓷化硅橡胶的制备与性能[A];第七届中国功能材料及其应用学术会议论文集(第4分册)[C];2010年
6 石勇;赵铱民;宋玮;;重组人β防御素3(rHBD3)对抑制颌面赝复硅橡胶材料表面真菌感染的研究[A];第六次全国口腔修复学学术会议论文摘要汇编[C];2009年
7 张长贵;鲁国林;何碧烟;;填料对硅橡胶材料烧蚀性能的影响研究[A];中国宇航学会固体火箭推进第22届年会论文集(推进剂分册)[C];2005年
8 黄玮;熊洁;高小铃;熊亮萍;许云书;傅依备;;特种核环境中甲基乙烯基硅橡胶泡沫材料的辐射效应研究[A];中国核科学技术进展报告——中国核学会2009年学术年会论文集(第一卷·第8册)[C];2009年
中国博士学位论文全文数据库 前6条
1 李晓飞;纳米结构颗粒对硅橡胶电气性能的影响研究[D];中国科学院大学(中国科学院过程工程研究所);2019年
2 陈宛涓;高性能耐漏电起痕硅橡胶的制备及铂络合物与含氮硅烷的作用机理研究[D];华南理工大学;2017年
3 钟月华;新型硅橡胶膜生物反应器制造乙醇连续发酵动力学研究[D];四川大学;2003年
4 姜志钢;耐辐照硅橡胶研究[D];山东大学;2007年
5 韩影;ZY加成型系列赝复硅橡胶的研究[D];第四军医大学;2007年
6 梁英;高温硫化(HTV)硅橡胶电晕老化特性及机理的研究[D];华北电力大学(河北);2008年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 张茹;电气用硅橡胶的功能改性[D];长安大学;2019年
2 高婷;复合绝缘子用硅橡胶在电场和温度作用下的微观结构演化进程研究[D];华北电力大学;2019年
3 王宏旭;低温下硅橡胶直流电气性能与力学性能研究[D];华北电力大学(北京);2019年
4 韩霄;高介电硅橡胶材料的制备与研究[D];华南理工大学;2019年
5 孔时潇;挤出式三维打印材料建模与复杂结构制备研究[D];南京大学;2019年
6 马尧龙;硅橡胶补强机理与应用性能的研究[D];南昌航空大学;2019年
7 郭晓东;陶瓷化耐火硅橡胶材料的制备及其阻燃机理研究[D];河北大学;2019年
8 王泉明;巯—烯反应固化3D打印硅橡胶的制备及性能研究[D];山东大学;2019年
9 贾亚兰;功能性微孔硅橡胶泡沫的制备与性能研究[D];西南科技大学;2019年
10 刘晓敏;苯基硅橡胶的合成及其环氧化改性研究[D];北京化工大学;2018年
中国重要报纸全文数据库 前1条
1 孟帅 李开扬;陶瓷化硅橡胶:专利打造耐火电缆保护层[N];中国知识产权报;2017年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978