玻璃化温度对环氧树脂空间电荷分布的影响_陈少卿

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环氧树脂胶的物理特性及其测试方法

环氧树脂胶的物理特性及其测试方法

环氧树脂胶的物理特性及其测试方法1. 粘度粘度为流体(液体或气体)在流动中所产生的内部磨擦阻力,其大小由物质种类、温度、浓度等因素决定。

按GB2794-81《胶粘剂测定法(旋转粘度计法)》之规定,采用NOJ-79型旋转粘度计进行测定。

其测试方法如下:先将恒温水浴加热到40℃,打开循环水加热粘度计夹套至40℃,确认40℃恒温后将搅拌均匀的A+B混合料倒入粘度计筒中(选取中筒转子)进行测定。

2. 密度密度是指物质单位体积内所含的质量,简言之是质量与体积之比。

按GB4472之规定采用比重瓶测定。

相对密度又称比重,比重为某一体积的固体或液体在一定温度下的质量与相同体积在相同温度下水的质量之比值。

测试方法:用分析天平称取清洁干净的比重瓶的重量精确到0.001g,称量数为m1,将搅拌均匀的混合料小心倒入(或抽入)比重瓶内,倒入量至刻度线后,用分析天平称其重量,精确到0.001g,称量数为m2。

密度g/ml=(m2- m1)/V (V:比重瓶的ml数)3. 沉淀试验:80℃/6h<1mm测试方法:用500ml烧杯取0.8kgA料放入恒温80℃热古风干燥箱内烘6小时,观其沉淀量。

4. 可操作时间(可使用时间)测定方法:取35g搅拌均匀的混合料,测其40℃时的粘度(方法同1粘度的测定)记录粘度值、温度时间、间隔0.5小时后,再进行测试。

依次反复测若干次观其粘度变化情况。

测试时料筒必须恒温40℃,达到起始粘度值一倍的时间,即为可操作时间(可使用时间)。

5. 凝胶时间的测定方法:采用HG-1A凝胶时间测定仪进行测定。

取1g左右的均匀混合料,使其均匀分布在预先加热到150±1℃的不锈钢板中心园槽中开动秒表,同时用不锈钢小勺不断搅拌,搅拌时要保持料在圆槽内,小勺顺时针方向搅拌,直到不成丝时记录时间,即为树脂的凝胶时间,测定两次,两次测定之差不超过5秒,取其平均值。

6. 热变形温度聚合物耐热性的一种量度,是将聚合物试样浸在一种等速升温的适宜传热介质中,在简支梁式的静弯曲负荷作用下,测出试样弯曲变形达到规定值时的温度,即为热变形温度,简称HDT。

固化剂对环氧树脂Tg影响

固化剂对环氧树脂Tg影响

固化剂对环氧树脂Tg影响(一)玻璃化转变温度(Tg),决定了处理和应用环氧树脂类热固性树脂材料的温度范围,对于理解力学性能和其他的性能很有帮助,是这些材料重要的性能之一,因此在设计合成具有所需性能的新材料之前,预测Tg很有应用价值。

对于固化的环氧树脂玻璃化温度已有许多的预测方法。

用以预测不同固化剂固化的环氧树脂的玻璃化转变温度。

该方法包含2个步骤:构建分子模型和操作分子模拟。

通过比较模拟结果与计算或实验结果来检验该方法,然后考察固化剂对相应的固化环氧树脂的热固性树脂影响。

一、引言玻璃化转变温度(Tg)决定了处理和应用环氧树脂类热固性树脂材料的温度范围,对于理解力学性能和其他的性能很有帮助,是这些材料重要的性能之一。

因此,在设计合成具有所需性能的新材料之前预测Tg很有应用价值。

对于固化的环氧树脂玻璃化温度已有许多的预测方法。

归纳起来,有L.E.Nielsen 和DiMarzio提出的经验方程,以及Porter的基团贡献模型化方法、Bicerano的连接指数方法等半经验方法,在本文中连接指数方法得到的值将被用来与模拟的结果进行比较。

除此之外,分子模拟的方法也是可选的方法。

与上面提及的几种方法相比,详细的原子模拟可以提供机理或原理方面的信息;从长远来看是非常具有吸引力的。

然而这些模拟为了获得有实际有用的结果通常需要消耗昂贵的机时;还不适合于固化环氧系统的研究。

新的方法的目的是:提出一个简单可行的方法用以预测不同固化剂固化的环氧树脂的玻璃化转变温度。

该方法包含2个步骤:构建分子模型和操作分子模拟。

通过比较模拟结果与计算或实验结果来检验该方法。

然后考察固化剂对相应的固化环氧树脂的热固性树脂影响。

二、模拟的方法一个实际应用的环氧系统通常包含如下几种主要的成分:环氧树脂,固化剂,颜料,溶剂以及其他的添加剂。

然而在该研究环氧系统只局限于树脂组分和固化剂组分,此两者在实际应用中是不可缺少的。

所选的树脂组分为单一双酚A二缩水甘油酯(DGEBA),而固化剂组分分别为二(4-氨苯基)砜(DDS)和间二苯胺(PDA)(图1),这些都是环氧系统中常用的物质,并且相应的固化环氧树脂实验数据可得。

固化温度对环氧树脂固化物性能的影响

固化温度对环氧树脂固化物性能的影响
2 结果与讨论
211 固化温度对固化速度的影响 图 1和图 2分别为 CYD 2128 /LCA 体系得非等温
和等温 DSC曲线 。从图 1 可以看出 , 固化体系固化 速度最高温度为 116 ℃。对于树脂固化反应 , 当要达 到某一固化度时有 2种途径 : 延长低温下的反应时间 或提高反应温度 [ 10 ] 。当固化度较高后 , 延长固化时 间对固化度的提高更加有效 [ 11 ] 。从图 2 可以看出 , 固化体系在 60、80、100 和 120 ℃下的固化时间分别 为 315 h、42 m in、18 m in 和 10 m in, 固化体系的低 温活性与高温活性差别很大 , 说明固化剂具有一定的 潜伏性 。根据固化体系的反应特点 , 我们确定了固化 体系的固化条件 , 见表 1。
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塑 料 工 业
2009年
的固化物的力学性能 , 而且 80 ℃固化的固化物具有 最好的力学性能 。原因可能是高温固化的固化物更容 易产生内应力从而影响了材料的力学性能 。从表 2 也 可以看出 80 ℃固化的固化物的力学性能已经超过了 航空航天领域广泛应用的 CYD 2128 /DDS固化体系的 力学性能 , 说明 CYD 2128 /LCA 的 80 ℃固化材料适应 于航空航天领域 。
HBP和环氧树脂咪唑加成物按质量比 1∶1混合 , 在 120 ℃熔融形成固溶体 , 该固溶体溶解在二甲基甲酰胺 (DMF) 中形成 50%的溶液 , 得到潜伏固化剂 (LCA) 113 D SC 测试
采用 NETZSCH 的 STA409PC DSC研究环氧树脂 的固化 过 程 , 环 氧 树 脂 CYD 2128 和 潜 伏 型 固 化 剂 LCA 按质量比 10∶1 的比例混合均匀并真空脱泡 , 称 取 15 mg置于进行 DSC测试 。非等温 DSC测试温度 为室温到 300 ℃, 升温速率为 5 ℃ /m in, 等温 DSC 测试温度分别为 60、80、100、120 ℃。 114 固化物试样制备与性能测试

环氧树脂的玻璃化转换温度与电性能及应力之间有什么联系

环氧树脂的玻璃化转换温度与电性能及应力之间有什么联系

环氧树脂的玻璃化转换温度与电性能及应力之间有什么联系,是不是Tg点越高就越好!目前,介电固化监测已经广泛地应用于热固性树脂及其复合物的固化检测中,可以获得树脂体系的固化速率和固化程度等信息。

如今介电传感器以及软硬件的辅助设施已逐渐商业化,可用于更宽广多样的常规测试领域,可适应更多的加工环境,如:高温炉、压力机以及高压釜等设备。

介电固化监测是一种非常灵活的方法,除了可以应用于实验室测试外,还可以用于工艺线上模拟环境、真实环境下测试。

测量原理用于介电固化监测的传感器通常有两种:平行板电极和十指交叉式梳型电极(见图一)。

平行板电极是一种传统几何形状的介电传感器。

样品置于两个导电平行板之间,在一侧电极上施加一定频率的激发电压,在另一侧电极上检测响应信号。

这一构造的电极可以测试样品的整体介电性能,广泛的用于测试固体材料的介电性能,同时它还可以十分便利的放在密闭模具中进行固化监测。

十指交叉式梳型电极由两个导电梳型电极和电绝缘性平面基材组成。

样品与传感器表面紧密接触,在一侧电极上施加一定频率的电压,另一侧电极测试信号。

这种边缘区域测试的位置非常接近传感器/样品的界面区域,传感器插入到样品内部的深度严格等同电极之间的宽度和电极之间的间距。

进行介电测试时,在电极的两边施加正弦波电压(通常在0.1Hz~100Hz之间),产生相应的正弦波动的电流。

当样品中的带电离子向极性相反的电极上移动时,材料中的偶极子也会试图在电场中重新定位。

在激发频率、电极面积、电极间距、响应频率的振幅和相位都知道的情况下,介电常数和介电损耗因子就能计算得到。

通常,频率是可测的,离子电导率可以通过多频测试的损耗因子数据得到。

由于离子电导率本质上是材料中离子的移动能力,而离子移动能力的倒数在材料固化前与材料的粘度有关,在材料固化后与材料的硬度有关,因此离子电导率的倒数,即电阻(也可以说成离子粘度),与材料的粘度变化和硬度变化有关。

使用耐高温或耐高压的灵活的远程介电传感器,介电固化监测可在多种加工环境中进行。

固化温度对环氧树脂固化物性能的影响

固化温度对环氧树脂固化物性能的影响

固化温度对环氧树脂固化物性能的影响一、本文概述环氧树脂作为一种重要的高分子材料,因其出色的物理和化学性能,如良好的粘附力、耐化学腐蚀性和电气绝缘性等,被广泛应用于涂料、胶粘剂、复合材料等多个领域。

环氧树脂的固化过程是实现其性能的关键步骤,而固化温度是影响环氧树脂固化物性能的重要因素之一。

因此,本文旨在探讨固化温度对环氧树脂固化物性能的影响,以期为环氧树脂的优化应用提供理论支持和实践指导。

本文首先对环氧树脂的固化机理进行简要介绍,明确固化温度与环氧树脂固化物性能之间的内在联系。

接着,通过实验研究不同固化温度下环氧树脂固化物的性能变化,包括力学性能、热稳定性、耐化学腐蚀性等方面。

结合相关文献和理论,分析固化温度对环氧树脂固化物性能的影响机理。

根据实验结果和分析,提出优化固化温度的建议,以期提高环氧树脂固化物的综合性能,推动环氧树脂在各个领域的应用发展。

通过本文的研究,期望能够为环氧树脂的固化工艺优化提供理论依据和实践指导,同时也为相关领域的科研人员和企业技术人员提供有益的参考和借鉴。

二、实验材料与方法本实验采用的主要材料为环氧树脂(Epon 828)和固化剂(D.E.R. 331)。

环氧树脂是一种广泛使用的热固性树脂,因其良好的物理机械性能、电绝缘性能、化学稳定性和粘附性能而被广泛应用于涂料、粘合剂、复合材料等领域。

固化剂则是用于引发环氧树脂固化的化学物质,通过与其反应,使环氧树脂从可溶、可熔的线性状态转变为不溶、不熔的网状结构。

本实验采用热重分析(TGA)和动态力学分析(DMA)来研究固化温度对环氧树脂固化物性能的影响。

将环氧树脂和固化剂按照一定比例混合均匀,然后在不同的固化温度(如80℃、100℃、120℃、140℃和160℃)下进行固化,固化时间统一设定为2小时。

固化完成后,将得到的固化物进行后处理,如研磨、切片等,以便进行后续的性能测试。

通过热重分析(TGA)来评估固化物的热稳定性。

TGA是在程序控制温度下测量物质的质量与温度变化关系的一种技术,可以揭示材料在加热过程中的热分解行为。

环氧树脂玻璃态转化温度学习资料

环氧树脂玻璃态转化温度学习资料
2. 玻纤布浸润A stage环氧树脂之后,进行初步加热,使环氧树脂分子部分交联并 进入固体状体,成为B stage,在室温下是固体。
3. 压合时, B stage的半固化片到达Tg点以上时,也同时达到了物理熔点,成为液 体,环氧树脂分子完全交联,形成牢固分子链,成为非晶态聚合物的高弹态,变 成固体,成为C stage。
1. 玻璃态:高聚物处于玻璃态时,为刚性固体状,分子链和链段都不能运动,只是构 成分子的原子(或基团)在其平衡位置做振动。
2. 高弹态:高聚物处于高弹态时,为弹性固体状,整个分子链虽不能移动,但是链段 开始运动,表现出高弹性质,材料的形变明显地增加,并在随后的一定温度区间形 变相对稳定。
3. 粘流态:高聚物处于粘流态时,为粘性流体,整个分子链可以自由运动而表现出粘 流性质,此时形变不可恢复。
热固性塑料的树脂在固化前是线型或带支链的,固化后分子链之间形成化学键,成 为三维的网状结构,不仅不能再熔触,在溶剂中也不能溶解。
热塑性树脂:可反复加热软化、冷却固化的树脂。常温下为固体,受热时软化, 温度过高则分解。大多数线型聚合物(具有链状结构)具有这种性能。
热固性塑料和热塑性塑料的关系好比陶瓷和玻璃。
1. 在温度低于玻璃态转化温度时,非晶态聚合物为刚性固体状,在外力作用下只会 发生微小形变,表现出脆性,与玻璃相似,此状态为玻璃态;
2. 当温度高于玻璃态转化温度时,材料的形变明显增加,并且表现为高弹性质,此 状态为高弹态;
3. 当温度高于粘流化温度Tf时,材料逐渐变成粘性的流体,此状态为粘流态。
高分子聚合物多为非晶态聚合物(简称非晶聚物,又称无定型聚合物)
PS:在玻璃化转变温度时,高聚物的比热容、热膨胀系数、粘度、折光率、自由体积 以及弹性模量等都要发生一个突变。

利用DSC测定LED封装环氧树脂玻璃化转变温度

利用DSC测定LED封装环氧树脂玻璃化转变温度

利用DSC测定LED封装环氧树脂玻璃化转变温度林达儒;谭艳娥;龚丹雷;刘强辉【摘要】DSC作为一种主要的热分析方法,适用于各种固化体系,应用很普遍。

文章介绍了DSC的相关基础知识,研究了利用DSC测定LED封装环氧树脂的玻璃化转变温度的测试条件,对不同的测试条件进行了比较和评定,并进行了相关测试。

实践表明,在通氮气的前提下,为得到明显的DSC曲线,样品粒径应越小越好,最好为粉末状并压实;样品用量为10mg~15mg左右为宜;仪器升温速率为10K/min~15K/min左右为宜;装在铝坩埚里的待测样品要用工具压实。

得到的测试条件对实际测试有指导意义。

% As an important heat analysising method, DSC is generally used in all kinds of solidfied systems. In this paper, the basic knowledge of DSC is introduced. And the use of DSC to determine the LED package epoxy glass transition temperature of the test conditions was studied, the comparison and evaluation of the different test conditions, and the test. Practice shows that, under the premise of the nitrogen, in order to obtain obvious DSC curve, the sample particle size should be as small as possible, preferably a powder and compacted;the sample volume of 10mg to 15mg or so is appropriate;the instrument heating rate of 10K/min~15K/min is appropriate;the sample packed in the aluminum crucible to be tested to be compaction with a tool. The test conditions of the actual test is very instructive.【期刊名称】《电子与封装》【年(卷),期】2012(000)010【总页数】5页(P14-18)【关键词】DSC;环氧树脂;玻璃化转变温度;铝坩埚【作者】林达儒;谭艳娥;龚丹雷;刘强辉【作者单位】佛山市国星光电股份有限公司,广东佛山528000;佛山市国星光电股份有限公司,广东佛山528000;佛山市国星光电股份有限公司,广东佛山528000;佛山市国星光电股份有限公司,广东佛山528000【正文语种】中文【中图分类】TN305.941 引言近年来,DSC(Differential Scanning Calorimetry,差示扫描量热法)作为一种多用途、高效、快速、灵敏的分析测试手段已广泛应用于研究物质的物理变化(如玻璃化转变、熔融、结晶、晶型转变、升华、汽化、吸附等)和化学变化(如分解、降解、聚合、交联、氧化还原等)。

环氧涂层在不同温度海水中的失效行为研究

环氧涂层在不同温度海水中的失效行为研究

环氧涂层在不同温度海水中的失效行为研究王玲;陆忠海;刘杰;何建新【摘要】目的研究环氧涂层在不同温度海水环境中的腐蚀失效行为.方法采用电化学阻抗谱(EIS)技术研究两种海水环境中涂层的EIS特征,同时分析涂层电阻和涂层电容的变化,以研究环氧涂层防护性能随浸泡时间的变化.结果涂层在15℃海水中浸泡1440 h时,阻抗值下降至106?·cm2以下,而在30℃海水中仅浸泡72 h时,阻抗值就已下降至106?·cm2.随着浸泡时间的增加,涂层在15℃海水中的EIS响应由高阻抗的单容抗弧变为双容抗弧,而在30℃的海水中,EIS响应首先由单容抗弧演变为双容抗弧,随后又出现了明显的Warburg扩散阻抗特征.涂层电容在两种温度的海水中均呈上升趋势,电阻呈下降趋势.结论涂层在30℃海水中的劣化速度加快,是因为升高温度能够降低涂层与金属间的结合力,加快了海水向涂层内部渗透的速率.由于温度的升高加快了溶解氧的扩散速率,使得氧扩散过程成为腐蚀反应的控制步骤,从而导致了涂层在30℃海水中的EIS响应出现了明显的Warburg扩散阻抗特征.当环氧涂层在15℃与30℃的海水中浸泡1800 h时,其防护性能的变化可以分为快速下降、缓慢下降、趋于稳定三个阶段.【期刊名称】《装备环境工程》【年(卷),期】2019(016)004【总页数】6页(P113-118)【关键词】环氧涂层;海水;不同温度;电化学阻抗谱;等效电路【作者】王玲;陆忠海;刘杰;何建新【作者单位】西南技术工程研究所国防科技工业自然环境试验研究中心,重庆400039;烟台大学化学化工学院,山东烟台 264005;烟台大学化学化工学院,山东烟台 264005;西南技术工程研究所国防科技工业自然环境试验研究中心,重庆400039【正文语种】中文【中图分类】TG172.5金属材料在使用过程中会受周围环境的影响而发生腐蚀,使其性能和寿命降低[1]。

涂覆涂层是解决金属腐蚀问题最有效的方法之一,涂层通过阻止腐蚀介质与金属基体的接触,从而缓解金属的腐蚀速度。

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2011年8月电工技术学报Vol.26 No. 8 第26卷第8期TRANSACTIONS OF CHINA ELECTROTECHNICAL SOCIETY Aug. 2011玻璃化温度对环氧树脂空间电荷分布的影响陈少卿彭宗仁王霞(西安交通大学电力设备电气绝缘国家重点实验室西安 710049)摘要用电声脉冲法(PEA)测量了纯环氧试样在313K(玻璃化温度以下)及343K(玻璃化温度以上)时的空间电荷分布,并测量了两种温度不同电场强度下的空间电荷特性。

实验发现两种温度下的空间电荷特性具有明显的差异。

并对环氧树脂表面水分对空间电荷特性的影响进行了讨论。

关键词:玻璃化温度环氧树脂空间电荷表面水分中图分类号:TM215.1Effects of Glass Transition Temperature on Space Charge in Epoxy ResinChen Shaoqing Peng Zongren Wang Xia(State Key Laboratory of Electrical Insulation and Power EquipmentXi’an Jiaotong University Xi’an 710049 China)Abstract The space charge distribution of filler free epoxy resin at temperature below 313K and above 343K are measured with the pulsed electro-acoustic (PEA) method. The space charge distributions under different electrical field at each temperature are also investigated. The results show that the space charge characteristics at each temperature had obvious diversity. The influence of the water content on the space charge generation is also shown and discussed.Keywords:Glass transition temperature, epoxy resin, space charge, surface water1引言环氧材料已被广泛作为绝缘材料应用于高压设备、电力电子器件和集成电路封装[1-4]。

通常环氧树脂被作为复合材料应用,如加入硅粉应用于电力绝缘或者与皱纹纸复合用作高压套管的绝缘材料等。

空间电荷效应是电力系统中,特别是直流电力系统中引起绝缘破坏的重要因素。

近年来随着直流特高压的发展,电力设备中的空间电荷积聚问题,越来越引起广大学者的关注,并已取得了大量的研究结果。

但对于纯环氧树脂中空间电荷积聚的研究却少有报道。

众所周知,当聚合物的温度达到其玻璃化温度T g以上时,聚合物的电性能,如电导率、介电常数等会发生改变[5]。

本文研究了纯环氧试样在玻璃化温度以上及玻璃化温度以下,不同电场强度下的空间电荷分布,实验发现玻璃化温度对环氧试样的空间电荷积聚特性有重要的影响。

最后还对环氧试样表面吸附水分对空间电荷特性的影响进行了讨论。

2 试验方法2.1试样制备实验采用E−44601纯环氧树脂,固化剂为桐油酸酐和甲基四氢苯胺复合体系,促进剂为二甲基苄胺。

T=373K下,将上、下电极和环氧试样在模具中浇注在一起,固化成型后上、下电极之间的环氧厚度为0.3mm,试样直径约6cm,如图1所示。

经测量,环氧试样的玻璃化温度为333K(60℃),体积电阻率为1016~1017Ω·cm。

2.2空间电荷测量本文采用电声脉冲(Pulsed Electroacoustic, PEA)法测量环氧试样中空间电荷分布,测量装置电力设备电气绝缘国家重点实验室中青年基础研究创新基金资助课题。

收稿日期 2009-11-17 改稿日期 2010-01-25228 电工技术学报 2011年8月图1 环氧试样示意图Fig.1 Sample geometry of epoxy resin的结构如图2所示。

直流电源0~30kV,脉冲宽度5ns,幅值0~1kV。

压电传感器(PVDF)薄膜厚度为9μm。

以半导电橡胶作为测量系统上电极,金属铝板作为下电极[6-7],声耦合剂是硅油。

采用循环油加热系统实现不同温度下的空间电荷测量。

空间电荷测量系统的分辨率取决于外加纳秒脉冲电压的半峰宽、压电传感器的厚度及放大器的频率带宽。

由计算可得本实验室的空间电荷测量装置的测量分辨率为10μm[8-9]。

图2 空间电荷测试系统Fig.2 Setup of pulsed electro-acoustic (PEA)measurement system实验场强为5~30kV/mm。

测量各试样在313K (玻璃化温度以下)及343K(玻璃化温度以上)时加压90min撤去电压短路后的空间电荷分布。

313K (与玻璃化温度相差20K)的选取是为给玻璃化转变过程留一个较大的裕度,而343K(与玻璃化温度相差10K)的选取是考虑到9μmPVDF压电传感器的耐热裕度。

3实验结果及讨论3.1 T=313K时的空间电荷分布图3所示为T=313K,在不同电场强度下加压90min后短路30s时各试样中的空间电荷分布。

由图3可见短路后试样内部在正电极侧出现正电荷峰,在负电极侧出现负电荷峰,即T=313K时,短路后试样中出现同极性电荷。

并且当外加电场强度增大时,正电荷峰和负电荷峰均同时增大。

根据空间电荷研究已取得的结论,同极性电荷的出现主要是因为在外加电场作用下由于Poole-Frenkel效应导致电极电荷注入引起的。

在温度较高的情况下更有助于电荷向试样注入。

图3 T=313K加压90min后短路30s在不同电场强度下的空间电荷分布Fig.3 T=313K, space charge distribution of short-circuit at 30s after the application of various electric fields for 90 min 图4反映了平均电荷密度随外加电场强度的变化情况,由图可见试样内部的平均电荷密度和外加电场强度并不呈线性关系,而是存在一个场强的阈值,大约在15kV/mm。

当场强大于该阈值时,根据高场电导理论,强电场施加于试样除增大自由载流子迁移速率,还会引起大量电荷从电极的注入、载流子在试样内的倍增,使大量电荷入陷,从而导致平均空间电荷密度的急剧增大。

图4 T=313K加压90min后短路30s,不同电场强度下的平均空间电荷密度Fig.4 Variation of the mean charge density of short-circuit at 30s after the application of various electric fields for 90min as a function of the applied field (T=313K)第26卷第8期陈少卿等玻璃化温度对环氧树脂空间电荷分布的影响 2293.2 T=343K时的空间电荷分布图5所示为T=343K,在不同电场强度下加压90min后短路30s时各试样中的空间电荷分布。

由图可见在正电极附近出现了负电荷峰,在负电极附近出现了正电荷峰,即在T=343K时试样中出现了异极性空间电荷。

异极性电荷随外加电场强度的增加而增大。

研究表明异极性电荷的产生是由于反应副产物、抗氧化剂等杂质的电离引起的。

与T=313K 时的空间电荷分布图相比(见图3),T=343K时的空间电荷量明显较小,这可能是由于高温下电荷运动加快,有利于复合造成的。

图5 T=343K加压90min后短路30s在不同电场强度下的空间电荷分布Fig.5 T=343K, space charge distribution of short-circuit at 30s after the application of various electric fields for 90 min 3.3真空对环氧树脂中空间电荷分布的影响图6所示为试样在T=343K,经抽真空处理96h,立即取出在E=15kV/mm场强下加压20min后,短路30s时的空间电荷波形。

由图可见,经过真空处理后试样中并没有出现异极性电荷积聚,而在正电极附近出现正电荷峰,在负电极附近出现负电荷峰,图6 真空处理后立即测量,T=343K,E=15kV/mm加压30min后短路30s的空间电荷分布Fig.6 T=343K, space charge distribution of short-circuit at 30s after the application of E=15kV/mm for 30min immediately after treatment under vacuum 即试样中出现了同极性电荷,并与T=313K时(见图3)的空间电荷分布相似。

图7为试样在T=343K,抽真空4天后,在大气中放置48h,然后在E=15kV/mm场强下加压20min,短路30s时的空间电荷波形。

由图6可见,试样中出现异极性电荷的积聚。

比较图6和图7可以发现经过真空处理立即测量时,试样中积聚同极性电荷,而如果经真空处理后将试样在大气中放置48h再测量,试样中积聚异极性空间电荷。

这种差别说明异极性电荷的存在是由大气中某种挥发性杂质产生的,当抽真空时,可以将其去除,但如果放置在大气中则又会重新吸附而产生异极性电荷。

这种杂质可能是空气中的水分,由于环氧材料表面易于吸附空气中的水分,而水分子在电场下又可以被电离成H+和OH-而产生异极性电荷。

异极性电荷的成分还需要进一步的研究。

图7 真空处理后48h测量,T=343K,E=15kV/mm加压30min后短路30s的空间电荷分布Fig.7 T=343K, space charge distribution of short-circuit at 30s after the application of E=15kV/mm for 30min 48hafter treatment in vacuum由以上分析可以得出异极性电荷的出现必须具备高于T g的温度和大气(大气中的水分),在这一环氧试样由玻璃态向高弹态转变的过程中,促进了异极性电荷的出现,这可能是由于电导的增加引起的[5]。

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