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掺杂铝溶胶改性可膨胀石墨(EG)对半硬质聚氨酯泡沫(SRPUF)阻燃性能的影响

材料研究学报 2017年第12期31卷 918-924页

作者：顾莹刘立柱张笑瑞翁凌哈尔滨理工大学工程电介质及其应用教育部重点实验室哈尔滨150080 哈尔滨理工大学材料科学与工程学院哈尔滨150040

先使用铝溶胶对可膨胀石墨(EG)进行改性,然后用一步法制备纯半硬质聚氨酯泡沫(SRPUF)、掺杂未改性EG的SRPUF和掺杂改性EG的SRPUF。使用傅立叶红外光谱仪(FT-IR)和透射电子显微镜(TEM)表征了铝溶胶改性的EG,结果表明:铝溶胶包覆已经在EG... 详细信息

先使用铝溶胶对可膨胀石墨(EG)进行改性,然后用一步法制备纯半硬质聚氨酯泡沫(SRPUF)、掺杂未改性EG的SRPUF和掺杂改性EG的SRPUF。使用傅立叶红外光谱仪(FT-IR)和透射电子显微镜(TEM)表征了铝溶胶改性的EG,结果表明:铝溶胶包覆已经在EG表面。用材料拉伸试验机和氧指数测试仪测试泡沫的拉伸性能和阻燃性能,确定了EG的用量为12%、掺杂改性EG的SRPUF的力学性能优于掺杂未改性EG的SRPUF。使用氧指数测试仪和水平垂直燃烧测定仪测试三种SRPUF的阻燃性能,结果表明:掺杂铝溶胶改性EG的SRPUF阻燃性能最好,极限氧指数为27.6%,水平燃烧等级达到HF-1级。使用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和透射电子显微镜(TEM)分析了阻燃机理,结果表明:EG表面的γ-Al OOH以脱水、晶型转变和释放不燃气体的三种形式提高了阻燃效果,同时起粘结蠕虫石墨的作用。

关键词：复合材料铝溶胶可膨胀石墨聚氨酯泡沫阻燃性能极限氧指数

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氧化锌对硅烷交联聚乙烯的影响

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塑料 2018年第2期47卷 4-7页

作者：戴亚杰单毓玲张文龙秦久佳哈尔滨理工大学材料科学与工程学院黑龙江哈尔滨150040 哈尔滨理工大学工程电介质及其应用教育部重点实验室黑龙江哈尔滨150080 哈尔滨固泰电子有限责任公司黑龙江哈尔滨150060

利用叔丁基过氧化特戊酸酯作为引发剂,与氧化锌以及乙烯基三甲氧基硅烷以一定比例配合,制备了硅烷自交联聚乙烯。利用红外光谱表征了接枝产物,并确定了最佳配方和工艺。探讨了ZnO、引发剂的含量、加工温度对体系的接枝率、结晶度、凝胶... 详细信息

利用叔丁基过氧化特戊酸酯作为引发剂,与氧化锌以及乙烯基三甲氧基硅烷以一定比例配合,制备了硅烷自交联聚乙烯。利用红外光谱表征了接枝产物,并确定了最佳配方和工艺。探讨了ZnO、引发剂的含量、加工温度对体系的接枝率、结晶度、凝胶含量以及力学性能的影响。结果表明:随着加工温度的升高,接枝率与凝胶含量均降低,结晶度增大,材料的力学性能则呈现先下降后上升的趋势;而随着ZnO和引发剂用量的增加,材料的接枝率和凝胶含量以及力学性能均呈先上升后下降的趋势;在温度为170℃,PV和ZnO含量为0.25份时,材料的结晶度最低,接枝率和凝胶含量最高,拉伸强度最高,为22.58 MPa。

关键词：自交联硅烷接枝聚乙烯氧化锌叔丁基过氧化特戊酸酯产水剂

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电场和温度对聚合物空间电荷陷阱性能的影响

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物理学报 2017年第8期66卷 277-286页

作者：李丽丽张晓虹王玉龙国家辉哈尔滨理工大学电气与电子工程学院工程电介质及其应用技术教育部重点实验室哈尔滨150080 哈尔滨理工大学荣成学院荣成264300

模拟分子的结构和行为有助于更深刻地分析空间电荷陷阱性能变化的微观机理.利用Materials studio软件建立聚乙烯模型,通过分子链段运动产生的能量和自由体积变化对微观结构和电荷陷阱进行分析.结果表明:温度由298 K逐渐升高至363 K的过... 详细信息

模拟分子的结构和行为有助于更深刻地分析空间电荷陷阱性能变化的微观机理.利用Materials studio软件建立聚乙烯模型,通过分子链段运动产生的能量和自由体积变化对微观结构和电荷陷阱进行分析.结果表明:温度由298 K逐渐升高至363 K的过程中,聚合物分子热运动加剧导致的滑移扩散现象,使自由体积和陷阱能级在363 K处分别出现1542.07 ~3和0.66 eV的最大值和最小值.然而在Z轴方向施加0.0007 Hartree/Bohr(1 Hartree/Bohr=5.2×10^(11)V/m)电场作用时,由于电致伸缩产生Maxwell应力,使分子链段出现局部有序排列,增大范德瓦耳斯能至-360.18 kcal/mol(1 kcal/mol=4.18 kJ/mol),而自由体积降低了279.77 ~3,导致陷阱能级减小0.45 eV.当363 K和0.0007 Hartree/Bohr联合作用时,聚乙烯的陷阱能级相比同温无电场作用降低0.17 eV.分子模拟结果与实测结果相符.利用分子热运动和电致伸缩效应,初步探讨了材料自由体积和范德瓦耳斯相互作用能变化的微观机理,证实分子链段运动改变了微观结构,从而影响电荷陷阱特性.并且与温度相比,电场作用会使材料产生更低能级的空间电荷陷阱.

关键词：空间电荷陷阱微观结构分子链运动自由体积

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多壁碳纳米管薄膜在THz波段的传输与偏振特性

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红外与激光工程 2017年第12期46卷 231-237页

作者：刘鑫王玥张丽颖张颖王暄哈尔滨理工大学电子科学与技术系黑龙江哈尔滨150080 哈尔滨理工大学工程电介质及其应用教育部重点实验室黑龙江哈尔滨150080

利用化学气相沉积法制备了三种类型多个超有序排列的多壁碳纳米管薄膜样品,通过太赫兹时域光谱技术,获取相位和振幅信息,详细研究了薄膜在太赫兹波段的传输特性。结果表明:超有序多壁碳纳米管薄膜在纳米管轴向方向与垂直于轴向方向表现... 详细信息

利用化学气相沉积法制备了三种类型多个超有序排列的多壁碳纳米管薄膜样品,通过太赫兹时域光谱技术,获取相位和振幅信息,详细研究了薄膜在太赫兹波段的传输特性。结果表明:超有序多壁碳纳米管薄膜在纳米管轴向方向与垂直于轴向方向表现出明显的光、电各向异性特性;测试的介电常数实部为负,虚部为正,证实了制备的薄膜具有金属性;薄膜具有的各向异性为研究其偏振特性提供了直接证据,随着薄膜厚度的增加,偏振度和消光比增加,其9μm厚的自由薄膜度可以获得99%的偏振度。研究结果对开展超有序多壁碳纳米管薄膜在太赫兹偏振器、调制器与光开关等领域的研究有重要指导意义。

关键词：多壁碳纳米管薄膜太赫兹各向异性偏振

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乙烯咔唑接枝低密度聚乙烯的电性能研究

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绝缘材料 2018年第3期51卷 21-25页

作者：张文龙高丽平戴亚杰马振清哈尔滨理工大学材料科学与工程学院黑龙江哈尔滨150040 哈尔滨理工大学工程电介质及其应用教育部重点实验室黑龙江哈尔滨150080 江苏亨通电力电缆有限公司江苏苏州215200

采用流变仪混炼器通过熔融法制备了乙烯咔唑(VK)接枝低密度聚乙烯,研究了VK含量对咔唑接枝低密度聚乙烯(VK-g-LDPE)复合材料的击穿场强、空间电荷、体积电阻率等电性能的影响。结果表明:随着VK含量的增加,VK-g-LDPE对内部空间电荷的抑... 详细信息

采用流变仪混炼器通过熔融法制备了乙烯咔唑(VK)接枝低密度聚乙烯,研究了VK含量对咔唑接枝低密度聚乙烯(VK-g-LDPE)复合材料的击穿场强、空间电荷、体积电阻率等电性能的影响。结果表明:随着VK含量的增加,VK-g-LDPE对内部空间电荷的抑制作用先增强后减弱,复合材料的击穿场强和体积电阻率呈先升高后降低的趋势。当VK含量为13.0%时,复合材料的击穿场强比纯LDPE提高了67.73%,空间电荷量比纯LDPE降低了95.9%,体积电阻率为纯LDPE的2.59倍。

关键词：乙烯咔唑接枝聚乙烯空间电荷击穿场强体积电阻率

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外部振动对500kV交联聚乙烯电缆敷设条件的影响

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高电压技术 2017年第2期43卷 673-681页

作者：刘骥张明泽张振鹏赵健康陈昕哈尔滨理工大学工程电介质及其应用教育部重点实验室哈尔滨150080 中国电力科学研究院武汉430074

高压交联聚乙烯(XLPE)电缆长期在振动环境中运行时将导致绝缘结构疲劳损坏,为了分析交联聚乙烯电缆固有频率与外部振动耦合条件下的位移与内部应力分布,在简支梁固有频率计算及振动模态分析的基础上,仿真获得了不同敷设条件下外部频率... 详细信息

高压交联聚乙烯(XLPE)电缆长期在振动环境中运行时将导致绝缘结构疲劳损坏,为了分析交联聚乙烯电缆固有频率与外部振动耦合条件下的位移与内部应力分布,在简支梁固有频率计算及振动模态分析的基础上,仿真获得了不同敷设条件下外部频率对电缆内部应力、位移分布的影响。仿真结果表明:铁路桥梁敷设电缆时,敷设距离的制约使得电缆固有频率处内部应力、位移最大值都急剧增大;隧道敷设电缆时,其内部应力、位移分布呈周期性波动;在共振与非共振频率下,内部应力、位移的大小相差很大;经仿真计算得出,隧道内500 kV交联聚乙烯电缆的敷设间距应小于3.42 m,以防止电缆共振。根据电缆模态分析,提出交联聚乙烯电缆在强振动区域敷设时应适当减小电缆夹具间距,避免外部频率与电缆固有频率耦合产生共振而导致电缆损坏,这对制定强振动区域内电缆敷设方式及运维策略具有指导意义。

关键词： 500 kV 交联聚乙烯电缆振动固有频率内部应力位移分布

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聚酰亚胺薄膜制备与浅陷阱能级分布研究

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电机与控制学报 2017年第4期21卷 89-94页

作者：林家齐李兰地何霞霞杨文龙迟庆国张昌海谢志滨雷清泉哈尔滨理工大学应用科学学院黑龙江哈尔滨150080 工程电介质及其应用教育部重点实验室黑龙江哈尔滨150080

采用两步法制备了均苯型纯聚酰亚胺(polyimide,PI)薄膜,并对该薄膜、3M和杜邦公司生产的纯PI薄膜进行热激电流测试。结果表明:3M纯PI的γ峰对应峰温和陷阱能级相对较高,这可能是其较高的聚合度,导致分子链的运动困难造成的,自制纯PI过... 详细信息

采用两步法制备了均苯型纯聚酰亚胺(polyimide,PI)薄膜,并对该薄膜、3M和杜邦公司生产的纯PI薄膜进行热激电流测试。结果表明:3M纯PI的γ峰对应峰温和陷阱能级相对较高,这可能是其较高的聚合度,导致分子链的运动困难造成的,自制纯PI过程中适当提高聚酰胺酸粘度,有利于提高聚合度进而改善其性能;3M和杜邦纯PI薄膜β峰对应峰温比自制PI的峰温高35 K,这也是3M和杜邦纯PI的聚合度高,导致侧基运动困难造成的。β峰与偶极取向松弛有关,非晶PI的β峰峰温大约为345 K,比玻璃化转变温度略小,此温度下大分子链迁移困难,只有如羰基等极性基团的迁移。另外,只有杜邦纯PI有αC峰,这与薄膜内的晶区或界面效应有关。

关键词：聚酰亚胺薄膜热激电流陷阱深度松弛耐电晕

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水溶性聚酯硅钢片漆超声制备及性能

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高分子材料科学与工程 2017年第2期33卷 137-141页

作者：张笑瑞罗学禹刘立柱翁凌哈尔滨理工大学材料科学与工程学院哈尔滨理工大学工程电介质及其应用技术教育部重点实验室黑龙江哈尔滨150080

以水溶性聚酯树脂和氨基树脂为主要原料,通过超声波处理,制备水溶性聚酯硅钢片漆。通过对硅钢片漆的力学性能、绝缘性能和固化速度的分析,确定氨基树脂的最佳用量为20%(质量分数)。通过对超声波改性后硅钢片漆的力学性能、绝缘性能、表... 详细信息

以水溶性聚酯树脂和氨基树脂为主要原料,通过超声波处理,制备水溶性聚酯硅钢片漆。通过对硅钢片漆的力学性能、绝缘性能和固化速度的分析,确定氨基树脂的最佳用量为20%(质量分数)。通过对超声波改性后硅钢片漆的力学性能、绝缘性能、表面粗糙度和固化速度的分析,研究了不同的超声时间对硅钢片漆性能的影响,确定超声波改性的最佳时间为5h,此时硅钢片漆性能不受超声波改性的影响,硅钢片漆的固化过程更加平稳,同时表面粗糙度降低。

关键词：水溶性聚酯氨基树脂硅钢片漆超声波

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预电应力对聚合物微观结构和击穿性能的影响

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高电压技术 2017年第9期43卷 2866-2874页

作者：李丽丽张晓虹王玉龙高俊国郭宁王猛哈尔滨理工大学电气与电子工程学院工程电介质及其应用技术教育部重点实验室哈尔滨150080 哈尔滨理工大学荣成学院荣成264300

为研究聚合物力学和电学性能变化的微观机理,利用Materials Studio(MS)软件建立了聚乙烯分子结构模型。通过施加预直流电场作用,研究了分子链段运动产生的能量和自由体积变化对微观结构、力学性能和击穿性能的影响。模拟结果表明:在预... 详细信息

为研究聚合物力学和电学性能变化的微观机理,利用Materials Studio(MS)软件建立了聚乙烯分子结构模型。通过施加预直流电场作用,研究了分子链段运动产生的能量和自由体积变化对微观结构、力学性能和击穿性能的影响。模拟结果表明:在预直流电场作用下,聚合物分子链段出现局部有序排列现象,并且随着电场强度(简称场强)由5.20×102 MV/m增加到5.00×10~3 MV/m,自由体积出现先降低再升高的变化趋势,在场强为5.20×102MV/m处出现0.95 nm3的极小值;而当场强增加至2.60×10~3 MV/m时,化学键C—H键断裂,并产生新的化学键C=C键,进而形成低密度劣化区。材料内自由体积和化学键的变化从根本上改变了聚合物的微观结构,影响其力学性能和电学性能,进而使杨氏模量和击穿场强在场强为5.20×10~2 MV/m处分别出现7.50 GPa和11.52×10~3 MV/m的极大值,与未经预直流处理的聚合物相比,分别增长了66%和29%。研究成果可为高压电缆的绝缘设计提供参考,也同为在预电应力作用下聚合物的击穿性能模拟提供借鉴。

关键词：预电应力微观结构自由体积电-机械击穿力学性能击穿性能

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聚醚砜/双马来酰亚胺-环氧树脂复合材料的微观结构与性能

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复合材料学报 2017年第5期34卷 939-944页

作者：陈宇飞郭红缘李志超韩阳汪波涛楚洪月哈尔滨理工大学工程电介质及应用技术教育部重点实验室哈尔滨150080 哈尔滨理工大学材料科学与工程学院哈尔滨150040

为研究聚醚砜(PES)增韧双马来酰亚胺(BMI)与环氧树脂(EP)体系的微观结构与性能,采用原位聚合法制得PES/BMI-EP复合材料。通过FTIR和SEM分析可知PES未与BMI-EP树脂发生化学反应,而是与BMIEP分子间存在强烈的相互作用,并以两相结构存在,... 详细信息

为研究聚醚砜(PES)增韧双马来酰亚胺(BMI)与环氧树脂(EP)体系的微观结构与性能,采用原位聚合法制得PES/BMI-EP复合材料。通过FTIR和SEM分析可知PES未与BMI-EP树脂发生化学反应,而是与BMIEP分子间存在强烈的相互作用,并以两相结构存在,是多相复合材料。在PES/BMI-EP复合材料中,PES为分散相,相与相之间界面模糊,其断面裂纹不光滑方向发生改变,为典型的韧性断裂形貌;能谱测试结果证明PES与基体间存在相互渗透现象,PES均匀的分散于基体树脂中。力学测试分析结果显示:当PES含量为4wt%时,PES在基体树脂中分散性较好,其弯曲强度与冲击强度达到最高,为144.9MPa和19.7kJ/m2,比BMI-EP基体树脂分别提高41.2%和90%;热失重测试结果显示,适量的PES能提高PES/BMI-EP复合材料的分解温度,过量添加不利于材料分解温度的升高。

关键词：环氧树脂双马来酰亚胺聚醚砜力学性能分解温度

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