精品文檔-下載后可編輯脲醛樹脂基高分子材料改性研究【摘要】本文簡要介紹了脲醛樹脂基高分子材料的基本生產工藝流程，探索玻璃纖維、納米蒙脫土、丁腈橡膠粉以及玉米淀粉種類和用量對脲醛樹脂基高分子材料耐電擊穿性能的影響。實驗結果表明，選用玻璃纖維作為增強劑對脲醛樹脂基高分子材料的耐電擊穿強度影響最為明顯，納米蒙脫土次之，玉米淀粉的加入對脲醛樹脂基高分子材料的耐電擊穿強度影響不明顯，而丁腈橡膠的加入對脲醛樹脂基高分子材料的耐電擊穿強度有明顯的下降趨勢，改性后的脲醛樹脂基高分子材料的耐電擊穿強度能超過17KV/mm，最佳耐壓時間在100s以上。

【關鍵詞】脲醛樹脂基高分子材料，改性，耐電擊穿強度

引言

脲醛樹脂基高分子材料在我國的發展已經有40多年的歷史，隨著國民經濟的持續快速發展，以及石油危機的不斷臨近，作為煤化工后加工產品之一的脲醛樹脂基高分子材料正受到各行各業的重視。脲醛樹脂基高分子材料是一個很有生命力的熱固性塑料，其原料來源豐富，生產工藝簡單，價格便宜，具備良好的性能，由此被各行各業廣泛應用。其制品擁有良好的機械和電性能，尤其是阻燃性能優良，加工方便，所生產的制品廣泛的代替陶瓷，具備良好的發展前景，但是，目前我國在日用電器方面應用的原料還依賴于進口。由此，本文就脲醛樹脂基高分子材料的耐電擊穿性能進行了系統的研究。

1實驗部分

1.1主要原材料

甲醛、尿素、烏洛托品、硬酯酸鋅：均為工業級，市售；

固化劑D：自配。

1.2設備、儀器

捏合機：ZNH-2型，如皋市昇光捏合機廠；

網帶干燥烘箱：南京湘寶鈦白制品實業有限公司；

四柱液壓機：Y71M-500和Y71M-1000，浙江省余姚恒泰輕工機械有限公司；

電熱鼓風干燥箱：HG101-4A型，南京奧坂干燥設備廠；

檢測用模具、小型球磨機：自制；

簡支梁沖擊試驗機：XJJ-50型，承德市金建檢測儀器有限公司；

微機控制電壓擊穿試驗儀：DJC-50kv，吉林省泰和試驗機有限公司。

1.3試樣制備。在四口燒瓶中按配方加入一定量的甲醛，在攪拌下依次加入烏洛托品和尿素，將溫度升至58℃，反應1h左右。將反應后的物料倒入燒杯中，加入固化劑D及一定量紙漿、硬酯酸鋅和其它助劑，在64℃以下捏合40min。捏合后的物料在烘箱內進行干燥，控制干燥溫度、干燥時間、空氣排出量、料層厚度及翻料次數等，直到低分子化合物揮發完畢。然后經粉碎、球磨、過篩得到脲醛樹脂基高分子材料。

1.4性能測試：脲醛樹脂基高分子材料的流動性按GB13454-1992測試；脲醛樹脂基高分子材料缺口沖擊強度按GB/T1043-1993測試；脲醛樹脂基高分子材料耐電擊穿強度按GB1408-1989測試。脲醛樹脂基高分子材料的固化成型時間：將脲醛樹脂基高分子材料放入一定溫度的檢測模具內，按照脲醛樹脂基高分子材料成型步驟測定成型固化時間。測試工藝條件：上模150℃，下模145℃，模壓25MPa，成型總時間在60s左右，放氣時間視固化時間而定，在15s和25s各排氣一次。

2結果與討論

2.1納米蒙脫土對脲醛樹脂基高分子材料耐電擊穿性能的影響。從納米蒙脫土加入量對脲醛樹脂基高分子材料耐電擊穿性能的影響分析，加入納米蒙脫土后，各個脲醛樹脂基高分子材料試樣的耐電擊穿電壓升高趨勢。這可能是由于當納米蒙脫土分散于脲醛樹脂基高分子材料當中，由于納米蒙脫土和脲醛樹脂基高分子材料中脲醛樹脂的氨基鍵的相互作用，使得其中的極性基團轉動困難，導致耐擊穿電壓升高。脲醛樹脂處于納米蒙脫土片層之間，受到納米蒙脫土片層的限制作用，抑制了其中極性基團的運動，也導致極化困難，從而使納米蒙脫性之后的耐擊穿電壓有升高趨勢，但是不是很顯著，超過7%后升高的更不明顯，趨于平緩。

2.2玻璃纖維對脲醛樹脂基高分子材料耐電擊穿性能的影響

玻璃纖維具有高的比電阻和低的電介質常數。玻璃纖維的電性能主要取決于玻璃的化學成分，特別是堿氧化物的含量。本文所選用的是無堿玻璃纖維，其堿含量小于0.8%，是一種鋁硼硅酸鹽成分。它的化學穩定性、電絕緣性能、強度好。從圖3可以看出，加入無堿玻璃纖維后，脲醛樹脂基高分子材料的耐電擊穿電壓升高，而且提高的程度比加入納米蒙脫土明顯。這可能是由于當無堿玻璃纖維分散于脲醛樹脂基高分子材料當中，由于納米蒙脫土和脲醛樹脂基高分子材料中脲醛樹脂的氨基鍵強烈的相互作用，使得其中的極性基團難以轉動，導致極化困難，從而使脲醛樹脂基高分子材料耐擊穿電壓升高。

2.3丁腈橡膠對脲醛樹脂基高分子材料耐電擊穿性能的影響

隨著丁腈橡膠粉用量的增加，脲醛樹脂基高分子材料試樣的耐電擊穿強度有明顯的下降趨勢，這主要是因為丁腈橡膠大分子中存在的易被電場極化的腈基，從而導致脲醛樹脂基高分子材料的耐電擊穿強度下降。

2.4玉米淀粉對脲醛樹脂基高分子材料耐電擊穿性能的影響

隨著玉米淀粉用量的加入，對脲醛樹脂基高分子材料的耐電擊穿性能影響不是很顯著，維持在空白樣的基礎上。這是因為玉米淀粉是由單一類型的糖單元組成的多糖，依靠植物體天然合成。玉米淀粉的加入對脲醛樹脂基高分子材料的耐電擊穿強度沒有什么影響。

2.5改性脲醛樹脂基高分子材料耐電壓性能的影響

在進行改性脲醛樹脂基高分子材料的耐電擊穿強度測試結果的基礎上，又對上述試樣的耐電壓性能進行了測試，具體結果見表1。統一設定的壓力為33KV，所有增強劑用量為7%，測試溫度25℃，濕度50%，媒質為變壓器油。明顯可以看到采用玻璃纖維為增強劑，耐壓時間在100s以上。

結語。經過對脲醛樹脂基高分子材料改性對耐電擊穿強度和耐電壓性能的研究，得到如下結論：（1）通過玻璃纖維、納米蒙脫土、丁腈橡膠粉和玉米淀粉的對比分析，得到選用玻璃纖維作為增強劑對脲醛樹脂基高分子材料的耐電擊穿強度影響最為明顯，納米蒙脫土次之，玉米淀粉的加入對脲醛樹脂基高分子材料的耐電擊穿強度影響不明顯，而丁腈橡膠的加入對脲醛樹脂基高分子材料的