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漆包线用聚酰亚胺绝缘塑料的研究进展杨宇;徐勇;张茜茜【摘要】介绍了漆包线及所用绝缘塑料研究现状,综述了聚酰亚胺绝缘塑料及其所制备的漆包线的特点和研究进展.重点介绍了二步法制备漆包线用聚酰亚胺绝缘塑料,同时介绍了几种漆包线用聚酰亚胺绝缘塑料的改性及应用,并对漆包线用聚酰亚胺绝缘塑料的发展前景进行了展望.%The present research situation of enameled wire and insulating plastics for it was introduced,and the characteristics and research progress of polyimide insulating plastics and enameled wire were reviewed.The preparation of polyimide insulated plastic for enameled wire by two-step method was mainly presented,and the modification and application of several kinds of polyimide insulating plastic for enameled wire were introduced,and the prospect of the development of polyimide insulating plastic for enameled wire was provided.【期刊名称】《现代塑料加工应用》【年(卷),期】2017(029)003【总页数】4页(P60-63)【关键词】聚酰亚胺;漆包线;绝缘塑料;制备【作者】杨宇;徐勇;张茜茜【作者单位】南京理工大学化工学院,江苏南京,210094;南京理工大学化工学院,江苏南京,210094;南京理工大学化工学院,江苏南京,210094【正文语种】中文近年来，随着电机电器向大功率的方向发展以及我国高速铁路的快速发展，对高耐热等级漆包线的需求日益增加。
不同种类的PI膜及其特性⼀、PI膜种类及其特性1.聚酰亚胺材料分类 聚酰亚胺材料可分为热塑性聚酰亚胺和热固性聚酰亚胺（包括双马来酰亚胺型和单体反应聚合型聚酰亚胺及各⾃改性产品）两⼤类 其中，热塑性聚酰亚胺材料⼀般采⽤两步法：⼆元胺+⼆元酐+极性溶剂=聚酰氨酸溶液，在热处理环化脱⽔亚胺化为聚酰亚胺。
根据⼆酐⼆胺单元的不同分为芳⾹族和脂肪族聚酰亚胺两⼤类，如果⼆酐和⼆胺同时或其中⼀个为脂肪族⽽另⼀部分为芳⾹族，都称为脂族聚酰亚胺，前者为脂肪族，后者⼜称为脂环族，其结构如图。
由于脂肪族聚酰亚胺实⽤性差，⽬前应⽤⼴泛的是芳⾹型聚酰亚胺， 其中热塑性聚酰亚胺中根据有机芳⾹族⼆酐单体结构的不同，分为：均苯酐、醚酐型、酸酐型、氟酐型 热固性聚酰亚胺材料按照封端剂的不同分为PMR型和双马来酰亚胺两类。
2.聚酰亚胺薄膜分类聚酰亚胺薄膜包括均苯型聚酰亚胺和联苯型聚酰亚胺薄膜两类。
3.⼆、商业化PI膜种类及其特性1.1908年，或 4-氨基领苯⼆甲酸⼆甲酯进⾏分⼦内缩聚反应得到了芳⾹族聚酰亚胺。
但未对其性能等做描述和研究2.⼤致分为了均苯型——Kapton聚醚酰亚胺——Ultem；联苯型——Upilex；热塑性——三井东亚化学公司4.关于杜邦（1）发展历程 ——，1959年美国杜邦公司合成芳⾹族聚酰亚胺，1962年制成薄膜，简称PI薄膜，1965年开始⽣产，即Kapton，实现了商品化。
⽽后90年代初中期 Dupont公司⼜向市场推出了具有⾼尺⼨稳定性的 Kapton KN,EN系列产品。
Kapton K主要应⽤于单⾯或双⾯挠性覆铜板，也可以⽤于三层型有胶TAB板。
apton EN主要⽤于多层⾼密度⽆胶型挠性覆铜板(2L-FCCL)。
为了进⼀步改善 Kapton EN产品硬度和模量偏⾼的不⾜，⼜于2003年开发成功了Kapton TN产品。
2008年1⽉， Dupont公司⼜问世了⼆层FCL⽤的新型PI薄膜。
（2）产品特点 ⽬前Kapton产品分为两⼤类：标准型号和特殊型号，标准型号包括Kapton-HN, Kapton-FN, Kapton-VN;特殊型号⽬前有⼗三种。
杜邦膜技术手册摘要：杜邦膜是一种高性能聚合物薄膜，具有优异的耐热、耐化学腐蚀、电绝缘性能和机械强度，被广泛应用于包装、建筑、电子、航空航天等领域。
本技术手册将介绍杜邦膜的特性、制备工艺、应用领域等内容，为从事相关行业的人员提供了解和参考。
一、杜邦膜的特性1. 高温耐性：杜邦膜具有出色的高温稳定性，能够在高温环境下保持较好的性能。
2. 抗化学腐蚀：杜邦膜对酸、碱、有机溶剂等具有优秀的抗腐蚀能力，适用于恶劣的化学环境下。
3. 机械强度：该薄膜具有优异的机械强度和耐撕裂性能，适合用于要求高强度的领域。
4. 电绝缘性能：杜邦膜具有良好的电绝缘性能，可用于电子领域的绝缘材料。
二、杜邦膜的制备工艺1. 原料选用：杜邦膜的原料主要包括聚四氟乙烯、聚酰亚胺、聚醚醚酮等高性能聚合物。
2. 制备工艺：杜邦膜的制备主要包括挤出、注塑、压延等工艺，需要严格控制温度、压力和速度。
3. 后处理工艺：制备完成的杜邦膜需要经过拉伸、热处理、涂层等后处理工艺，以提高薄膜的性能。
三、杜邦膜的应用领域1. 包装领域：杜邦膜被广泛用于食品包装、医药包装等领域，具有优秀的耐高温、抗湿气和气体透过性能。
2. 建筑领域：杜邦膜用作建筑隔热膜、防水膜等，具有耐候性好、抗老化等特点。
3. 电子领域：杜邦膜可用于制作电路板覆盖膜、绝缘材料等，具有优异的电绝缘性能。
4. 航空航天领域：杜邦膜用于制作航空航天器材、舱内隔热材料等，具有轻质、耐高温等特点。
结论：杜邦膜作为一种高性能聚合物薄膜，在包装、建筑、电子、航空航天等领域有着广泛的应用前景。
随着技术的不断进步，杜邦膜将会在更多领域展现出其优异的性能和应用价值。
塑料工业ＣＨＩＮＡＰＬＡＳＴＩＣＳＩＮＤＵＳＴＲＹ第４８卷第７期２０２０年７月ＢＯＰＥＴ薄膜电晕处理及效果研究李明勇ꎬ王㊀强ꎬ辛嘉庆ꎬ刘小东(四川东材科技集团股份有限公司ꎬ四川绵阳６２１０００)㊀㊀摘要:为了提高薄膜表面张力ꎬ增强薄膜表面的再加工特性ꎬ须对薄膜表面进行电晕处理ꎮ介绍了双向拉伸聚酯(ＢＯＰＥＴ)的电晕处理的原理ꎬ探讨了聚酯薄膜加工的要求ꎬ论述了影响电晕效果的因素以及经时变化特性ꎮ关键词:双向拉伸聚酯薄膜ꎻ电晕处理ꎻ表面张力中图分类号:ＴＱ３２０ ７２＋１ꎻＴＱ３２０ ６７㊀㊀㊀文献标识码:Ａ㊀㊀㊀文章编号:１００５－５７７０(２０２０)０７－００５６－０３ｄｏｉ:１０ ３９６９/ｊ ｉｓｓｎ １００５－５７７０ ２０２０ ０７ ０１３开放科学(资源服务)标识码(ＯＳＩＤ):ＳｔｕｄｙｏｎＣｏｒｏｎａＥｆｆｅｃｔａｎｄＴｒｅａｔｍｅｎｔｏｆＢＯＰＥＴＦｉｌｍＬＩＭｉｎｇ￣ｙｏｎｇꎬＷＡＮＧＱｉａｎｇꎬＸＩＮＪｉａ￣ｑｉｎｇꎬＬＩＵＸｉａｏ￣ｄｏｎｇ(ＳｉｃｈｕａｎＥＭＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙＣｏ.ꎬＬｔｄ.ꎬＭｉａｎｙａｎｇ６２１０００ꎬＣｈｉｎａ)Ａｂｓｔｒａｃｔ:Ｉｎｏｒｄｅｒｔｏｉｍｐｒｏｖｅｔｈｅｆｉｌｍｓｕｒｆａｃｅｔｅｎｓｉｏｎａｎｄｅｎｈａｎｃｅｔｈｅｆｉｌｍｓｕｒｆａｃｅｒｅｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓꎬｔｈｅｆｉｌｍｓｕｒｆａｃｅｓｈｏｕｌｄｂｅｃｏｒｏｎａｔｒｅａｔｍｅｎｔ.Ｔｈｅｐｒｉｎｃｉｐｌｅｏｆｃｏｒｏｎａｔｒｅａｔｍｅｎｔｏｆｂｉｄｉｒｅｃｔｉｏｎａｌｓｔｒｅｔｃｈｐｏｌｙｅｓｔｅｒｆｉｌｍ(ＢＯＰＥＴ)ｗａｓｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ.Ｔｈｅｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓｏｆｐｏｌｙｅｓｔｅｒｆｉｌｍｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇꎬａｎｄｔｈｅｆａｃｔｏｒｓａｆｆｅｃｔｉｎｇｃｏｒｏｎａｅｆｆｅｃｔａｎｄｔｈｅｔｉｍｅ￣ｖａｒｙｉｎｇｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｗｅｒｅｄｉｓｃｕｓｓｅｄ.Ｋｅｙｗｏｒｄｓ:ＢｉｄｉｒｅｃｔｉｏｎａｌＳｔｒｅｔｃｈＰｏｌｙｅｓｔｅｒＦｉｌｍꎻＣｏｒｏｎａＴｒｅａｔｍｅｎｔꎻＳｕｒｆａｃｅＴｅｎｓｉｏｎ双向拉伸聚酯薄膜(ＢＯＰＥＴ薄膜)由聚酯切片经熔融挤出ꎬ双向拉伸制备而成ꎮ具有优异的光学性能㊁力学性能㊁化学性能和耐候性ꎬ因其综合性能优良而越来越受到广大消费者的青睐ꎬ广泛地应用到电子㊁电气㊁印刷㊁包装等行业ꎮ聚酯薄膜因其表面能低ꎬ无法完全满足再加工的要求ꎬ需要对聚酯薄膜表面进行处理ꎬ目前常用的处理方法是电晕㊁火焰处理㊁在线涂布㊁机械打磨㊁蚀刻㊁共挤复合等[１－２]ꎮ聚酯薄膜的表面能除了聚酯树脂的化学结构之外ꎬ还与添加剂的种类㊁粒径大小和分布以及含量有密切的关系ꎮ而对于开口剂㊁功能性薄膜的电晕效果的研究鲜有报道ꎬ本文主要阐述电晕处理㊁电晕处理效果的影响因素以及电晕面表面张力的经时变化特性ꎮ１㊀ＢＯＰＥＴ电晕原理高频率高电压(高频交流电压高达５０００~１５０００Ｖ/ｍ２)ꎬ使其电晕放电ꎬ产生细小密集的紫色火花ꎬ以高能粒子轰击在薄膜表面ꎬ这些等离子粒子的能量一般在几至几十电子伏特ꎬ与ＢＯＰＥＴ分子的化学键能相近ꎬ能诱发ＢＯＰＥＴ表面分子的化学键断裂而降解ꎮ在电晕放电时ꎬ同时高压电场将空气中的氧气变成臭氧ꎬ臭氧分解后生成的强氧化性原子氧化α－碳原子ꎬ使碳碳链或酯链断裂ꎬ增加薄膜表面极性基团数量ꎮ极性基团可以和涂层材料进行反应ꎬ薄膜表层和聚合物形成有效的 锚固 [３－４]ꎮ２㊀典型电晕处理设备对于ＢＯＰＥＴ薄膜来说ꎬ电晕机一般位于牵引段ꎮ通常电晕处理设备包括电晕处理辊㊁压辊㊁高频电压发生器㊁电晕电极㊁臭氧风机等ꎬ如图２所示ꎬ部分电晕设备在电极增设加热装置ꎬ防止水滴聚集ꎮ图１㊀ＢＯＰＥＴ薄膜电晕处理设备示意图Ｆｉｇ１㊀ＳｃｈｅｍａｔｉｃｏｆｃｏｒｏｎａｔｒｅａｔｍｅｎｔｅｑｕｉｐｍｅｎｔｆｏｒＢＯＰＥＴｆｉｌｍ橡胶辊由金属作为基础辊ꎬ表层由硅胶构成ꎬ硅胶层添加有电解质材料ꎬ电解质材料必须具有耐高电６５ 作者简介:李明勇ꎬ男ꎬ１９８４年生ꎬ硕士研究生ꎬ从事聚酯薄膜的研发及生产管理工作ꎮｌｉｍｉｎｇｙｏｎｇ０７０７＠１２６ ｃｏｍ第４８卷第７期李明勇ꎬ等:ＢＯＰＥＴ薄膜电晕处理及效果研究压和臭氧ꎬ不至于很快老化的材料ꎬ而且具有介电常数大且介电损耗小等性质ꎮ有利于避免因电晕放电集中所造成的处理不均匀问题及电晕放电变成电弧放电ꎮ被处理表面与电极之间的间隙也是装置中的重要条件ꎬ为了处理能有效进行ꎬ电极间隙和频率有着密切的关系ꎬ存在着一个最佳条件ꎬ另外ꎬ电极间隙与电源阻抗匹配也是装置中的一个重要因素ꎮ对于不同的设备间隙调节是电晕均匀性及有效功率的必备条件ꎮ为了排除放电产生的臭氧及降温ꎬ用抽风风机把电晕处理器附近的空气往外排走以及在硅橡胶辊内部利用工艺水冷散热ꎮ３㊀ＢＯＰＥＴ再加工电晕处理要求因ＢＯＰＥＴ薄膜表面能低ꎬ再加工性不佳ꎮ必须对聚酯膜面进行表面处理ꎬ以提高表面能ꎬ有利于再加工涂布材料均匀地分布在膜面ꎬ并且增加涂层和聚酯薄膜的附着力ꎮ一般来讲ꎬ用于涂布㊁印刷等用途的聚酯薄膜ꎬ要求其表面张力在５０ｍＮ/ｍ以上ꎮ具体与涂布的材料和交联方式有关ꎬ例如亚克力保护膜>４２ｍＮ/ｍꎬ有机硅离型膜或硅胶保护膜>５２ｍＮ/ｍꎮγＬＶ￣气体与液体的界面张力ꎻγＳＶ－气体和固体的界面张力ꎻγＳＬ－液体和固体的界面张力ꎮ图２㊀涂布液润湿示意图Ｆｉｇ２㊀Ｓｃｈｅｍａｔｉｃｏｆｃｏａｔｉｎｇｓｏｌｕｔｉｏｎｗｅｔｔｉｎｇ在涂布加工过程中ꎬ涂布液润湿性可根据图１进行分析ꎻ若θ<９０ʎꎬ则ＢＯＰＥＴ聚酯薄膜的亲涂布液好ꎬ即液体较易润湿固体ꎬ其角θ越小ꎬ表示润湿性越好ꎻ若θ>９０ʎꎬ则ＢＯＰＥＴ聚酯薄膜表面是疏液性的ꎬ即涂布液体不容易润湿固体ꎬ容易在表面上移动ꎮ电晕处理增加了膜面张力ꎬθ变小ꎬ有利于涂布液的润湿铺展ꎮ过度电晕会在薄膜表面产生弱介层ꎬ表面能不稳定ꎬ不利于加工稳定性ꎮ在电晕处理过程中ꎬ需防止过度电晕ꎮ４㊀影响电晕处理效果的因素４ １㊀生产速率厚度为５０μｍ的ＢＯＰＥＴ薄膜在不同生产速度下表面张力达到５６ｍＮ/ｍ所需要的电晕功率及电晕功率密度的变化ꎬ如表１所示ꎮ从表中可以看出ꎬ随着生产速度降低ꎬ保持相同的表面张力ꎬ电晕功率逐渐降低ꎬ电晕功率密度保持一致ꎮ这表明ꎬ对于不同生产速度的表面张力ꎬ主要取决于实际施加的电晕功率ꎬ与薄膜生产速度无关ꎮ表１㊀生产速度与电晕功率关系Ｔａｂ１㊀Ｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐｂｅｔｗｅｅｎｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎｓｐｅｅｄａｎｄｃｏｒｏｎａｐｏｗｅｒ生产速度/ｍ ｍｉｎ－１电晕功率/ｋＷ表面张力/ｍＮ ｍ－１电晕功率密度/ｋＪ ｍ－２２０５５ １５６１６ １１８０４ ５５６１６ ２１５５３ ８５６１５ ９９８２ ４５６１５ ９６６１ ６５６１５ ７由表１可知ꎬ同一类型产品的表面张力与电晕功率密度有关ꎬ针对一台电晕处理机ꎬ可根据电晕功率密度进行工艺调整ꎬ以满足薄膜表面张力要求ꎮρ＝３ ６ˑ１０６Ｐｖｈ式中ꎬρ－单位面积的电晕功率ꎬｋＪ/ｍ２ꎻＰ－施加在薄膜表面的实际功率ꎬｋＷ(因电极㊁间隙不同ꎬ每一台电晕设备的施加的电晕功率不一样)ꎻｖ－生产速度ꎬｍ/ｍｉｎꎻｈ－薄膜电晕宽度ꎬｍꎮ实际生产过程中ꎬ聚酯薄膜厚度主要是通过生产速度来调节的ꎬ厚度越厚ꎬ生产速度越慢ꎬ因此可等效为速度不同ꎬ上述公式仍然适用于同类聚酯薄膜的不同厚度ꎮ４ ２㊀开口剂图３㊀开口剂种类与电晕功率的关系Ｆｉｇ３㊀Ｔｈｅｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐｂｅｔｗｅｅｎｔｈｅｔｙｐｅｓｏｆｌｕｂｒｉｃａｎｔｐａｒｔｉｃｌｅａｎｄｃｏｒｏｎａｆｕｎｃｔｉｏｎ为了实现ＢＯＰＥＴ薄膜良好的卷绕性ꎬ设计不同的薄膜结构ꎬ如单层/双层/三层/多层结构ꎬ常常采用在表层添加开口剂ꎬ以实现在卷绕过程具有良好的排气性ꎬ并且具有良好的爽滑性ꎮ根据不同的产品要７５塑㊀料㊀工㊀业２０２０年㊀㊀求ꎬ常常会使用各式各样的粒子作为ＢＯＰＥＴ薄膜的开口剂ꎮ由图３可知ꎬ达到相同的表面张力ꎬ开口剂种类不同ꎬ电晕功率不同ꎮ这表明ꎬ电晕功率大小与粒子的特性有关ꎬ二氧化硅是氧化物ꎬ导电性弱ꎬ而碳酸钙和硫酸属于盐类ꎬ有一定的导电性ꎬ从而影响了电晕的氧化和极化作用ꎮ图４㊀开口剂粒径与电晕功率的关系Ｆｉｇ４㊀Ｔｈｅｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐｂｅｔｗｅｅｎａｖｅｒａｇｅｐａｒｔｉｃｌｅｄｉａｍｅｔｅｒａｎｄｃｏｒｏｎａｆｕｎｃｔｉｏｎ由图４可知ꎬ达到相同的表面张力ꎬ开口剂粒径不同ꎬ电晕功率不同ꎮ粒径越大ꎬ所需的电晕功率越大ꎮ这表明开口剂粒径越小ꎬ对高频电压的屏蔽作用越小ꎬ开口剂粒径大ꎬ占据表面积大ꎬ单位面积的聚酯树脂少ꎬ导致影响了电晕对树脂的有效作用ꎮ图５㊀开口剂质量分数与电晕功率关系Ｆｉｇ５㊀Ｔｈｅｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐｂｅｔｗｅｅｎｔｈｅａｍｏｕｎｔｏｆｌｕｂｒｉｃａｎｔｐａｒｔｉｃｌｅａｎｄｃｏｒｏｎａｆｕｎｃｔｉｏｎ由图５可知ꎬ达到相同的表面张力ꎬ开口剂含量不同ꎬ电晕功率不同ꎬ含量越高ꎬ所需的电晕功率越大ꎮ这表明ꎬ开口剂含量高ꎬ占据表面积大ꎬ裸露在表层的聚酯树脂少ꎬ减少了电晕极化树脂的效果ꎮ４ ３㊀功能性从图６可以看出ꎬ带有功能涂层的聚酯薄膜同聚酯基膜的电晕功率存在差异ꎬ功能涂层的背面电晕的功率存在较大差异ꎬ特别是低表面电阻的薄膜ꎮ原因可能是高频电压轰击表面ꎬ瞬间击穿ꎬ抗静电面导出了电压ꎬ减少了有效工作效率ꎮ抗静电膜１的表面电阻为１０６－８Ω/Ѳꎬ抗静电膜２的表面电阻为１０８－１０Ω/Ѳꎮ图６㊀薄膜种类与电晕功率的关系Ｆｉｇ６㊀Ｔｈｅｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐｂｅｔｗｅｅｎｔｈｅｔｙｐｅｓｏｆｆｉｌｍｓａｎｄｃｏｒｏｎａｆｕｎｃｔｉｏｎ４ ４㊀经时变化小膜卷(规格为５０μｍˑ１０００ｍｍˑ６０００ｍ)分别放置在如下的试验环境中ꎬ保持表２中的存放时间ꎬ除去表层１００ｍ后ꎬ取样测试薄膜面张力ꎮ测试结果详见表２ꎮ由表２可知ꎬ当环境温度超过５０ħꎬ表面张力极易下降ꎬ达到非电晕水平ꎬ在高温高湿环境下ꎬ表面张力迅速消退ꎮ低温低湿环境下ꎬ随着存放时间而逐渐降低ꎮ表明电晕处理后ꎬ膜面游离基在高温㊁高湿下易发生反应ꎬ致使表面张力降低ꎮ表２㊀电晕处理的经时变化Ｔａｂ２㊀Ｔｉｍｅ￣ｄｅｐｅｎｄｅｎｔｂｅｈａｖｉｏｒｏｆｃｏｒｏｎａｔｒｅａｔｍｅｎｔ试验编号温度/ħ湿度/％存放时间表面张力/ｍＮ ｍ－１１８０６００ ２ｈ３８２５０４５２ｈ３８３４０８０１２ｈ４２４２５４５１８０ｄ４２５２５４０１８０ｄ４２６２５４０３６０ｄ３８５㊀结束语对于双向拉伸薄膜的生产ꎬ表面张力与聚酯薄膜表面特性息息相关ꎬＢＯＰＥＴ薄膜表面的开口剂种类㊁粒径㊁含量ꎬ功能涂层均对电晕处理效果有明显影响ꎬ以此可以设计出适宜的电晕功率ꎬ达到膜表面加工要求ꎮ经时变化特性可有效地指导聚酯薄膜储存环境及时间ꎮ参㊀考㊀文㊀献[１]周先进ꎬ赵燕ꎬ麦建国.ＢＯＰＰ薄膜电晕处理及效果研究[Ｊ].现代塑料加工应用ꎬ２００４ꎬ１６(４):２５－２７.ＺＨＯＵＸＪꎬＺＨＡＯＹꎬＭＡＩＪＧ.ＳｔｕｄｙｏｎｃｏｒｏｎａｅｆｆｅｃｔａｎｄｔｒｅａｔｍｅｎｔｏｆＢＯＰＰｆｉｌｍ[Ｊ].ＭｏｄｅｒｎＰｌａｓｔｉｃｓＰｒｏｃｅｓｓｉｎｇａｎｄＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓꎬ２００４ꎬ１６(４):２５－２７.(下转第８９页)８５第４８卷第７期李卫领ꎬ等:热重分析仪在复杂填充聚丙烯材料中碳酸钙定量分析中的应用定性与定量快速检测[Ｊ].工程塑料应用ꎬ２０１９(５):１２２－１２６.ＨＥＸＬꎬＭＡＹꎬＷＡＮＧＪＦꎬｅｔａｌ.Ｒａｐｉｄｑｕａｌｉｔａｔｉｖｅａｎｄｑｕａｎｔｉｔａｔｉｖｅｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎｏｆｖｅｈｉｃｌｅｂｕｍｐｅｒｓｂａｓｅｄｏｎｍｉｄ￣ｉｎｆｒａｒｅｄｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙ[Ｊ].ＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＰｌａｓｔｉｃｓＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎꎬ２０１９(５):１２２－１２６.[７]杨勇ꎬ文利雄ꎬ陈建峰.ＳｉＯ２/ＣａＣＯ３纳米复合粒子填充改性聚丙烯[Ｊ].高分子材料科学与工程ꎬ２００６(６):１３６－１３９.ＹＡＮＧＹꎬＷＥＮＬＸꎬＣＨＥＮＪＦ.ＳｉＯ２/ＣａＣＯ３ｎａｎｏｃｏｍｐｏｓｉｔｅａｓｆｉｌｌｅｒｔｏｍｏｄｉｆｙｔｈｅｍｅｃｈａｎｉｃａｌｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｏｆｐｏｌｙｐｒｏｐｙｌｅｎｅ[Ｊ].ＰｏｌｙｍｅｒＭａｔｅｒｉａｌｓＳｃｉｅｎｃｅ＆Ｅｎｇｉｎｅｅｒ￣ｉｎｇꎬ２００６(６):１３６－１３９.[８]陈如意ꎬ黄幼援ꎬ曾佑林ꎬ等.聚丙烯/碳酸钙复合材料的组分分析[Ｊ].精细化工中间体ꎬ２００６(６):７２－７４.ＣＨＥＮＲＹꎬＨＵＡＮＧＹＹꎬＺＥＮＧＹＬꎬｅｔａｌ.Ｃｈａｒａｃｔｅｒ￣ｉｚａｔｉｏｎａｎｄｑｕａｎｔｉｔａｔｉｖｅａｎａｌｙｓｉｓｏｆｐｏｌｙｐｒｏｐｙｌｅｎｅ/ｃａｌｃｉｕｍｃａｒｂｏｎａｔｅｃｏｍｐｏｓｉｔｅｓ[Ｊ].ＦｉｎｅＣｈｅｍｉｃａｌＩｎｔｅｒｍｅｄｉａｔｅｓꎬ２００６(６):７２－７４.[９]叶琳ꎬ刘建忠ꎬ周俊虎ꎬ等.不同种类碳酸钙热分解的热重分析[Ｃ]//全国大气环境学术会议.南宁:中国环境科学学会ꎬ２００３.ＹＥＬꎬＬＩＵＪＺꎬＺＨＯＵＪＨꎬｅｔａｌ.Ｔｈｅｒｍｏｇｒａｖｉｍｅｔｒｉｃａ￣ｎａｌｙｓｉｓｏｆｔｈｅｒｍａｌｄｅｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎｏｆｄｉｆｆｅｒｅｎｔｔｙｐｅｓｏｆｃａｌｃｉｕｍｃａｒｂｏｎａｔｅ[Ｃ]//Ｎａｔｉｏｎａｌｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅｏｎａｔｍｏｓｐｈｅｒｉｃｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ.Ｎａｎｎｉｎｇ:ＣｈｉｎｅｓｅＳｏｃｉｅｔｙｆｏｒＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌＳｃｉｅｎｃｅｓꎬ２００３.[１０]齐庆杰ꎬ马云东ꎬ刘建忠ꎬ等.碳酸钙热分解机理的热重试验研究[Ｊ].辽宁工程技术大学学报:自然科学版ꎬ２００２ꎬ２１(６):６８９－６９２.ＱＩＱＪꎬＭＡＹＤꎬＬＩＵＪＺꎬｅｔａｌ.Ｔｈｅｒｍｏｇｒａｖｉｍｅｔｒｉｃｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｒｅｓｅａｒｃｈｏｎｔｈｅｒｍａｌｄｅｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎｍｅｃｈａｎｉｃｓｏｆｃａｌｃｉｕｍｃａｒｂｏｎａｔｅ[Ｊ].ＪｏｕｒｎａｌｏｆＬｉａｏｎｉｎｇＴｅｃｈｎｉｃａｌＵ￣ｎｉｖｅｒｓｉｔｙ(ＮａｔｕｒａｌＳｃｉｅｎｃｅＥｄｉｔｉｏｎ)ꎬ２００２ꎬ２１(６):６８９－６９２.(本文于２０２０－０３－２３收到)㊀(上接第３７页)ＭＡＬＱꎬＸＩＡＯＴＹꎬＭＥＮＧＳꎬｅｔａｌ.Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｐｒｏ￣ｇｒｅｓｓｏｆｐｈｏｓｐｈｏｒｕｓｆｌａｍｅｒｅｔａｒｄａｎｔｓｉｎｃｏｍｍｏｎｐｌａｓｔｉｃｓ[Ｊ].ＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＰｌａｓｔｉｃｓＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎꎬ２０１７ꎬ４５(１１):１３６－１３９.[１１]ＣＨＩＮＤＡＰＲＡＳＩＲＴＰꎬＨＩＺＩＲＯＧＬＵＳꎬＷＡＩＳＵＲＡＳＩＮＧＨＡＣꎬｅｔａｌ.Ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｏｆｗｏｏｄｆｌｏｕｒ/ｅｘｐａｎｄｅｄｐｏｌｙｓｔｙｒｅｎｅｗａｓｔｅｃｏｍｐｏｓｉｔｅｓｍｏｄｉｆｉｅｄｗｉｔｈｄｉ￣ａｍｍｏｎｉｕｍｐｈｏｓｐｈａｔｅｆｌａｍｅｒｅｔａｒｄａｎｔ[Ｊ].ＰｏｌｙｍｅｒＣｏｍ￣ｐｏｓｉｔｅｓꎬ２０１５ꎬ３６(４):６０４－６１２.[１２]李娟ꎬ郭杰ꎬ田野ꎬ等.ＤＯＰＯ及其衍生物在聚合物中的应用研究进展[Ｊ].合成树脂及塑料ꎬ２０１６ꎬ３３(５):７９－８４.ＬＩＪꎬＧＵＯＪꎬＴＩＡＮＹꎬｅｔａｌ.ＲｅｓｅａｒｃｈｐｒｏｇｒｅｓｓｏｎｔｈｅａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｏｆＤＯＰＯａｎｄｉｔｓｄｅｒｉｖａｔｉｖｅｓｉｎｐｏｌｙｍｅｒｓ[Ｊ].ＳｙｎｔｈｅｔｉｃＲｅｓｉｎｓａｎｄＰｌａｓｔｉｃｓꎬ２０１６ꎬ３３(５):７９－８４[１３]ＷＡＮＧＤＹꎬＳＯＮＧＹＰꎬＬＩＮＬꎬｅｔａｌ.Ａｎｏｖｅｌｐｈｏｓ￣ｐｈｏｒｕｓ￣ｃｏｎｔａｉｎｉｎｇｐｏｌｙ(ｌａｃｔｉｃａｃｉｄ)ｔｏｗａｒｄｉｔｓｆｌａｍｅｒｅｔａｒ￣ｄａｔｉｏｎ[Ｊ].Ｐｏｌｙｍｅｒꎬ２０１１ꎬ５２(２):２３３－２３８.[１４]ＳＡＬＭＥＩＡＫＡꎬＧＡＡＮＳ.ＡｎｏｖｅｒｖｉｅｗｏｆｓｏｍｅｒｅｃｅｎｔａｄｖａｎｃｅｓｉｎＤＯＰＯ￣ｄｅｒｉｖａｔｉｖｅｓ:Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙａｎｄｆｌａｍｅｒｅ￣ｔａｒｄａｎｔａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ[Ｊ].ＰｏｌｙｍｅｒＤｅｇｒａｄａｔｉｏｎａｎｄＳｔａｂｉｌｉ￣ｔｙꎬ２０１５ꎬ１１３(１４):１１９－１３４.[１５]ＣＨＡＦＩＤＺＡꎬＫＡＡＶＥＳＳＩＮＡＭꎬＳＡＥＥＤＡＺꎬｅｔａｌ.Ｐｏｌｙｐｒｏｐｙｌｅｎｅ/ｏｒｇａｎｏｃｌａｙｎａｎｏｃｏｍｐｏｓｉｔｅｓｐｒｅｐａｒｅｄｕｓｉｎｇａＬａｂｏｒａｔｏｒｙＭｉｘｉｎｇＥｘｔｒｕｄｅｒ(ＬＭＥ):Ｃｒｙｓｔａｌｌｉｚａｔｉｏｎꎬｔｈｅｒｍａｌｓｔａｂｉｌｉｔｙａｎｄｄｙｎａｍｉｃｍｅｃｈａｎｉｃａｌｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ[Ｊ].ＪｏｕｒｎａｌｏｆＰｏｌｙｍｅｒＲｅｓｅａｒｃｈꎬ２０１４ꎬ２１(６):４８３. [１６]ＭＯＤＥＳＴＩＭꎬＬＯＲＥＮＺＥＴＴＩＡꎬＢＯＮＤꎬｅｔａｌ.Ｔｈｅｒｍａｌｂｅｈａｖｉｏｒｏｆｃｏｍｐａｔｉｂｉｌｉｓｅｄｐｏｌｙｐｒｏｐｙｌｅｎｅｎａｎｏｃｏｍｐｏｓｉｔｅ:Ｅｆｆｅｃｔｏｆｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ[Ｊ].ＰｏｌｙｍｅｒＤｅｇｒａｄａｔｉｏｎａｎｄＳｔａｂｉｌｉｔｙꎬ２００５ꎬ４６(２３):１０２３７－１０２４５.[１７]赵敏ꎬ高俊刚ꎬ邓奎林ꎬ等.改性聚丙烯新材料[Ｍ].北京:化学工业出版社ꎬ２００２.ＺＨＡＯＭꎬＧＡＯＪＧꎬＤＥＮＧＫＬꎬｅｔａｌ.Ｎｅｗｍｏｄｉｆｉｅｄｐｏｌｙｐｒｏｐｙｌｅｎｅｍａｔｅｒｉａｌｓ[Ｍ].Ｂｅｉｊｉｎｇ:ＣｈｅｍｉｃａｌＩｎｄｕｓｔｒｙＰｒｅｓｓꎬ２００２.(本文于２０２０－０３－２５收到)㊀(上接第５８页)[２]罗来春ꎬ杨始堃.聚酯薄膜的电晕处理及其应用[Ｊ].聚酯工业ꎬ２００４ꎬ１２(４):２３－２５.ＬＵＯＬＣꎬＹＡＮＧＳＫ.Ｃｏｒｏｎａｄｉｓｃｈａｒｇｅｔｒｅａｔｍｅｎｔｏｆｐｏｌ￣ｙｅｓｔｅｒｆｉｌｍａｎｄｉｔｓａｐｐｌｉａｎｃｅ[Ｊ].ＰｏｌｙｅｓｔｅｒＩｎｄｕｓｔｒｙꎬ２００４ꎬ１２(４):２３－２５.[３]魏建彬ꎬ刘浩.浅析薄膜电晕处理系统[Ｊ].塑料加工ꎬ２００１ꎬ３２(４):４６－４７.ＷＥＩＪＢꎬＬＩＵＨ.Ａｂｒｉｅｆａｎａｌｙｓｉｓｏｆｆｉｌｍｃｏｒｏｎａｔｒｅａｔｍｅｎｔｓｙｓｔｅｍ[Ｊ].ＰｌａｓｔｉｃＰｒｏｃｅｓｓｉｎｇꎬ２００１ꎬ３２(４):４６－４７. [４]尹燕平.双向拉伸塑料薄膜[Ｍ].北京:化学工业出版社ꎬ１９９９:６８.ＹＩＮＹＰ.Ｂｉａｘｉａｌｌｙｏｒｉｅｎｔｅｄｐｌａｓｔｉｃｆｉｌｍ[Ｍ].Ｂｅｉｊｉｎｇ:ＣｈｅｍｉｃａｌＩｎｄｕｓｔｒｙＰｒｅｓｓꎬ１９９９:６８.(本文于２０２０－０３－３０收到)９８。
杜邦薄膜高性能聚酰亚胺薄膜卡普顿100CR卡普顿100HN下降时间， 小时 （50赫兹）表一卡普顿100CR聚酰亚胺薄膜的特性，25微米（1密耳）检测项目 23°C (73°F) 的数值 检测方法 电气方面耐电晕 20千伏/毫米；50赫兹 >100,000 小时 IEC-343 绝缘强度 千伏/毫米(伏/密耳) 291 (7,400) ASTM D-149-81 电容率 3.9 ASTM D-150-81 耗散因数 0.003 ASTM D-150-81 体积电阻率 欧姆·厘米 2.3 × 1016 ASTM D-257-78表面电阻率 欧姆/平方米 3.6 × 1016 ASTM D-257-78力学方面极限抗拉强度 兆帕 (磅/英寸) 152 (22,100) ASTM D-882-91 3%拉伸的屈服点 兆帕 (磅/英寸) 66 (9,500) ASTM D-882-91产生5%拉伸的压力 兆帕 (磅/英寸) 86 (12,500) ASTM D-882-91断裂伸长率% 40 ASTM D-882-91拉伸模量兆帕 (磅/英寸) 3.2 (463,000) ASTM D-882-91传导中撕裂强度 牛顿（千克力） 0.03 (0.007) ASTM D-1922原始撕裂强度 牛顿（千克力） 11 (2.5) ASTM D-1004-90 密度 克/立方厘米 1.54 ASTM D-1505-90 屈服应力 平方/千克 (平方英寸/磅) 25.5 (125) —导热方面导热系数 W/m·K 0.385 特拉华州大学检测法 可燃性 94 V-0 UL-94 (杜邦检测) 热收缩率 % 150°C (302°F) 0.2 ASTM D-5214-91 400°C (752°F) 0.6表二卡普顿150FCR聚酰亚胺薄膜019的特性，37.5微米（1.5密耳）检测项目 23°C (73°F) 的数值 检测方法 电气方面耐电晕 20千伏/毫米；50赫兹 >100,000 小时 IEC-343绝缘强度 千伏/毫米(伏/密耳) 173 (4,400) ASTM D-149-81 电容率 2.9 ASTM D-150-81 耗散因数 0.001 ASTM D-150-81 体积电阻率 欧姆·厘米 5.3 × 1016 ASTM D-257-78 表面电阻率 欧姆/平方米 1.6 × 1016 ASTM D-257-78 力学方面极限抗拉强度 兆帕 (磅/英寸) 117 (17,000) ASTM D-882-91 3%拉伸的屈服点 兆帕 (磅/英寸) 48 (7,000) ASTM D-882-91 产生5%拉伸的压力 兆帕 (磅/英寸) 62 (9,000) ASTM D-882-91 断裂伸长率% 43 ASTM D-882-91 拉伸模量兆帕 (磅/英寸) 2.4 (348,000) ASTM D-882-91 传导中撕裂强度 牛顿（千克力） 0.05 (0.012) ASTM D-1922原始撕裂强度 牛顿（千克力） 5.3 (1.2) ASTM D-1004-90密度 克/立方厘米 1.72 ASTM D-1505-90屈服应力 平方/千克 (平方英寸/磅) 15.79 (77.4) —剥离力 牛顿/厘米 (磅/英寸)特氟隆FEP 与卡普顿 CR 7.7 (4.4) 杜邦测试 特氟隆FEP 与铜 7.9 (4.5) 杜邦测试粘合膜 1.2 (0.7) 杜邦测试卡普顿150FCR卡普顿150FN下降时间， 小时 （50赫兹）表三卡普顿150FCR019与卡普顿FN019的耐电晕性能对比Kapton® Kapton® Kapton® Kapton®检测性能 150 FN 019 150 FCR 019 150 FN 019 150 FCR 019包裹层数 1 1 1 1重叠% 50 50 53 53绝缘增强 毫米 0.15 0.15 0.21 0.21绝缘击穿电压；连续的IEC 851-5, 千伏最低值 4.5 4.0 6.0 6.0平均值 6.0 5.5 7.0 7.0弯曲实验 IEC 851-32倍边缘宽度 千伏最低值 4.5 4.0 5.0 5.0平均值 5.5 5.0 6.0 6.02倍平面厚度 千伏最低值 4.5 4.0 5.0 5.0平均值 5.5 5.0 6.0 6.0热震后弯曲实验(220°C [428°F]；30分钟)IEC 851-6, 千伏最低值 4.5 4.0 5.0 4.5 平均值 5.5 5.0 6.0 5.5*以上数据源于瑞士绝缘工程公司优良的耐击穿电压性能西门子公司采用了瑞士绝缘工程公司提供的磁线，按照IEC251-3标准要求的射击浴法，对卡普顿FCR薄膜与卡普顿FN薄膜的耐击穿电压性能进行了对比。
耐电晕耐电痕化绝缘材料研究进展田付强;彭潇【摘要】Advanced electrical insulating materials play foundation, support and lead roles on the development of electrical equipments. Insulating materials determine the technical level of the electrical equipment industry. The development of corona-resistant and tracking-resistant insulating materials is of great significance to ensure the safe and persistent operation of electrical equipment. This paper makes a broad review on recent development of corona-resistant and tracking-resistant insulating materials from the aspects of basic research, application research and industry situation. The future development trend and research aspects are prospected. Suggestions for the development strategies of corona-resistant and tracking-resistant insulating materials in China are proposed.%先进电工绝缘材料对电力装备的发展具有基础性、支撑性、先导性的作用,它决定着电力装备制造业的技术水平.耐电晕耐电痕化绝缘材料的发展对保障电力设备持久安全运行具有重要意义.从基础研究、应用研究以及产业现状等方面对耐电晕耐电痕化绝缘材料发展动态进行综述,对耐电晕耐电痕化绝缘材料发展趋势和未来研究方向进行了展望,对我国耐电晕耐电痕化绝缘材料的发展战略提出了建议.【期刊名称】《电工技术学报》【年(卷),期】2017(032)016【总页数】11页(P3-13)【关键词】耐电晕;耐电痕化;绝缘材料;电力装备【作者】田付强;彭潇【作者单位】北京交通大学电气工程学院北京 100044;北京交通大学电气工程学院北京 100044【正文语种】中文【中图分类】TM85;TM215电工绝缘材料作为电工装备制造的基础材料，对电力、轨道交通、新能源、微电子、航空航天、国防军工等领域的电工装备的革新换代具有基础性、支撑性、先导性的作用，它决定着电工装备制造业的技术水平。
杜邦Nomex®绝缘纸的全面介绍杜邦NOMEX绝缘纸是由两种形式的芳香族聚酰胺的聚合物制成，具有绝缘、屏蔽、防干扰作用，提供高的电绝缘性、机械强度、柔软和弹性，特别经得起酸、碱的腐蚀，耐撕裂及耐磨，对潮湿不敏感，无毒，耐燃，具有很强的固有介电强度、机械韧性、柔性和回弹力，热稳定性比较好。
01杜邦NOMEX绝缘纸具有以下八大特性1. 固有的介电强度经过压光处理的Nomex绝缘纸产品能耐18~40KV/mm的短时电压场强，无需用清漆及树脂作进一步的处理；由于NOMEX产品具有低的介电常数，因而使得绝缘和冷却介质间的电场分布更为均匀；2. 机械韧性压光后的NOMEX绝缘纸强度非常高，且弹性、抗撕裂性及耐磨蚀性都良好，较薄的产品则具有柔韧性；3. 热稳定性NOMEX绝缘纸具有UL材料温度等级220°C的认可，代表即使连续置于220°C下能保持有效性能10年以上；4. 化学兼容性NOMEX绝缘纸基本不受大多数溶剂的影响，而且非常耐酸、碱腐蚀。
它易与所有的清漆、粘合剂、变压器液体、润滑油以及冷涷剂兼容。
另外，NOMEX绝缘纸亦不会被昆虫、真菌及霉菌所破坏；5. 低温性能在氮的沸点(77K)下，NOMEX绝缘纸T410及NOMEX993、994型层压板的抗拉伸强度都超过室温下的强度值；6. 对潮湿不敏感NOMEX绝缘纸在相度湿95%时，其介电强度是完全干燥状态下的90%，同时很多机械性能实际上有所改善；7. 耐辐射即使是电离射的强度达800兆拉德(8兆戈瑞),NOMEX绝缘纸亦基本上不受影响,而且经8次此种剂量的辐射后仍保持其有机械及电气性能；8. 无毒/耐燃NOMEX绝缘纸不会对人或动物产生任何已知的毒性反应，NOMEX绝缘纸在空气中不熔化，不助燃。
而且在220°C时其限氧指数(LOI)大于20.8(一般空的燃烧临界值)，因此其不会燃烧，Nomex绝缘纸符合UL94V-0规定的耐燃要求。
常用橡胶材料的特点及使用范围 种类与缩写 化学名称 主要特点 主要应用范围 使用温度范围℃天然胶（NR ） 聚异戊二烯 弹性最佳，耐磨耗，机械性能佳； 耐氧和耐臭氧性差，容易老化变质；耐油和耐溶剂性不好，第抗酸碱的腐蚀能力低；耐热性不高。
胶管、胶带、电线电缆的绝缘层和护套以及其他通用制品。
特别适用于制造扭振消除器、发动机减震器、机器支座、橡胶－金属悬挂元件、膜片、模压制品－60～＋80合成天然胶（IR ） 由异戊二烯单体聚合而成的一种顺式结构橡胶 具有天然橡胶的大部分优点，耐老化优于天然橡胶，弹性和强力比天然橡胶稍低，加工性能差 可代替天然橡胶制作轮胎、胶鞋、胶管、胶带以及其他通用制品。
－50～＋100 苯乙烯橡胶（SBR ） 丁二烯-苯乙烯的共聚物 耐磨耗性比天然橡胶好，抗老化性好； 弹性较低，抗屈挠、抗撕裂性能较差；加工性能差，特别是自粘性差、生胶强度低。
以代替天然橡胶制作轮胎、胶板、胶管、胶鞋及其他通用制品；可用于乙醇及汽车刹车油密封，不能用于矿物油中 －50～＋100丁二烯橡胶（BR ） 聚丁二烯 弹性和耐磨性好，耐老化，耐低温，在动态负荷下发热量小，易于金属粘合。
缺点是强度较低，抗撕裂性差，加工性能与自粘性差与天然橡胶相同 －60～＋100 氯丁胶（CR ） 聚氯丁二烯 它具有优良的抗氧、抗臭氧性，不易燃，着火后能自熄，耐油、耐溶剂、耐酸碱以及耐老化、气密性好等优点；其物理机械性能也比天然主要用于制造要求抗臭氧、耐老化性高的电缆护套及各种防护套、保护罩；耐油、耐化学腐蚀的胶管、胶带和化工衬里；耐－45～＋100橡胶好， 耐寒性较差，比重较大、相对成本高，电绝缘性不好，加工时易粘滚、易焦烧及易粘模。
此外，生胶稳定性差，不易保存。
燃的地下采矿用橡胶制品，以及各种模压制品、密封圈、垫、粘结剂等。
不能用于低温的矿物油中丁基胶（HR ） 异丁烯-异戊乙烯共聚物 气密性好，耐臭氧、耐老化性能好，耐热性较高，长期工作温度可在130℃以下；能耐无机强酸（如硫酸、硝酸等）和一般有机溶剂，吸振和阻尼特性良好，电绝缘性也非常好。
杜邦100CR薄膜耐电晕性能的结构研究张明玉;金家骏;周建华;石慧;刘立柱【摘要】借助扫描电镜和透射电镜分析了杜邦卡普顿100CR耐电晕聚酰亚胺薄膜的结构,结果表明杜邦100CR薄膜呈现夹心结构,掺杂的片状无机组分主要集中在表层,掺杂厚度约10μm;表层进行无机组分掺杂的优点在于借助无机物良好的电晕阻隔效果来阻挡电晕放电向纵深发展,进而改变电晕的破坏方向;当表层有机质被电晕破坏殆尽时,表层的无机物可以迅速的塌陷形成无机物堆砌,堆砌在薄膜表面形成了屏蔽层,对内部的有机质形成了良好的保护作用;随着表面无机物的堆砌、塌陷,在这个过程中会形成大量的空洞,而形成了隔热保护层,阻隔了电晕放电产生的热量对薄膜内部的影响,防止了热击穿的提前发生,从而提高了薄膜的耐电晕性能.【期刊名称】《合成技术及应用》【年(卷),期】2018(033)001【总页数】4页(P34-36,41)【关键词】杜邦卡普100CR薄膜;结构;电晕老化;耐电晕【作者】张明玉;金家骏;周建华;石慧;刘立柱【作者单位】苏州工业职业技术学院,江苏苏州 215104;苏州沃尔兴电子科技有限公司,江苏苏州 215101;苏州天孚光通信股份有限公司,江苏苏州 215129;苏州沃尔兴电子科技有限公司,江苏苏州 215101;苏州天孚光通信股份有限公司,江苏苏州215129;哈尔滨理工大学,黑龙江哈尔滨 150040;哈尔滨理工大学,黑龙江哈尔滨150040【正文语种】中文【中图分类】TQ3221995年美国杜邦公司通过无机掺杂研制出耐电晕聚酰亚胺薄膜(卡普顿100CR薄膜)，该薄膜的耐电晕时间在20 kV/mm场强下可达105 h，接近云母纸水平[1]。
关于该薄膜通过掺杂无机组分提升其耐电晕性能的机理有多说法，主要有以下几种观点和理论：1. 阻止电晕的破坏。
电晕放电产生高能电子束、紫外线、臭氧等，对薄膜表面进行侵蚀破坏，使介质表面的有机物发生化学及物理降解，降解的有机物最终作为气体挥发。
随着老化的进行，薄膜被腐蚀的区域增大并逐渐向内部发展而形成放电通道，并最终发展成贯穿性通道，使薄膜发生击穿。
而无机粒子的存在可以有效阻止延缓电晕对薄膜的破坏，从而提高薄膜的耐电晕性能[2-5]。
2. 在基体内部形成多核结构。
电晕老化过程中，材料的表层以及球形粒子的外层首先遭到破坏，随着电晕的进一步发展，进入薄膜内部的载流子经过基体和粒子的界面层形成曲折的“之”字形运输通道，这样延长了载流子的传播路径，同时避免了空间电荷的积累，因而聚酰亚胺材料的耐电晕性能得到了提升[6-7]。
3. 协同效应。
造成聚酰亚胺薄膜的电晕老化击穿的原因并不是由单一的因素引起的，导致薄膜最终破坏的起因是由电晕放电破坏、热效应和空间电荷积累共同作用的结果。
电晕放电会对薄膜的结构和性能造成明显的破坏，首先，电晕放电会破坏薄膜表面，造成薄膜的质量损失和薄膜的厚度变薄；其次，薄膜内部的大量电荷由于无法释放无形之中使薄膜承受更大的电场强度；最后，在电晕放电过程中释放大量的热，对绝缘材料的热冲击很严重，使之发生热老化，这些因素造成的综合效应导致了薄膜电晕击穿的提前发生[8-9]。
4. 抑制空间电荷的积聚。
当波峰上升速度增加后，空间电荷就会在电极和绝缘材料之间积累，这些积累的空间电荷会使绝缘材料承受更大的电场强度，因而过高的电场强度会使绝缘材料过早发生击穿破坏[10-12]。
5. 抑制短时间高温影响。
材料的电晕老化是一个相对较长的过程，而变频电机中绝缘材料的破坏可以在很短的时间内发生，所以极有可能是电晕放电产生的热量引起了材料提前老化破坏，而表面无机组分的存在可以起到良好的隔热作用[13]。
综上所述，在对耐电晕聚酰亚胺复合薄膜的制备和研究过程中，研究人员们提出了很多模型和相关机理去解释该薄膜耐电晕提升的原因，但各种机理之间并没有建立起内在的联系，也没有形成统一的认识。
因此，本文借助扫描电镜(SEM)和透射电子显微镜(TEM)分析了卡普顿100CR薄膜的结构，从该薄膜最原始的结构出发，对该薄膜的耐电晕性能进行初步的探讨和再认识。
1 实验1.1 原材料杜邦卡普顿100 CR薄膜，规格25 μm。
1.2 实验过程将薄膜用无水乙醇清洗干净表面，制样喷金后进行SEM表面观察，将剪开留有裂口的薄膜放入液氮中浸泡数分钟，之后沿着裂口方向进行剪切撕裂，选取新撕裂的部位进行取样，喷金后观察进行SEM断面观察。
将薄膜裁剪成长条放入环氧中固化、切片、喷碳后进行TEM观察。
1.3 分析测试利用荷兰飞利浦公司的FEI Sirion 200型扫描电子显微镜观察薄膜表面形貌和断面形貌。
利用日本电子公司的JEM-2100型透射电子显微镜对薄膜的断面形貌观察。
2 结果与讨论2.1 SEM结果分析图1为卡普顿100CR薄膜表面形貌的SEM图，从图上可以看出，薄膜表面密集分布有大量的片状物质，而且分布非常均匀，这说明卡普顿100CR薄膜掺杂了大量的无机物质，在表面呈现密集分布。
图1 卡普顿100CR薄膜的表面形貌的SEM图图2为薄膜的断面形貌图，从断面可以看出杜邦卡普顿100CR薄膜断面呈三层结构，上下两个表层呈现放射状的波纹状韧性断裂，边缘呈现韧性断裂，端口中间呈现为光滑的脆性断裂，这说明掺杂粒子主要集中于薄膜的上下两个表面，中间层为纯层。
粒子的掺杂提高了上下两个表层的柔韧性，发生剪切的时候依然保持了良好的韧性。
同时在拉伸的时候也能起到柔性伸展，起到了保护中间纯层的作用。
表层区可见撕裂空洞，说明任性较好。
断面整体形貌是中间密实，表层松散。
图2 卡普顿100CR薄膜的断面形貌的SEM图2.2 TEM分析图3为卡普顿100CR薄膜的断面形貌的TEM图，从图上可以看出，掺杂主要集中在薄膜表层一定深度的范围内，厚度约为10 μm，并且无机物在基体内部呈现条带状分布，分布均匀，在上下两个表层的剖面图上又形成了密集的分布层。
再结合SEM表面形貌图，可以推知薄膜掺杂了片状的无机物，然后通过工艺加工，让片状无机物在聚酰亚胺内部呈现水平分布，如此分布可以保持良好的力学性能，电晕时又可以很快形成阻挡层。
因此该薄膜表现出了良好的性能。
图3 卡普顿100CR薄膜的断面形貌的TEM图2.3 结构分析卡普顿100CR薄膜呈现夹心结构，如图4所示，表层为有机物和无机物共混层，掺杂的无机物呈片层状均匀分布于薄膜中，而内部为聚酰亚胺纯层，纯层维持了薄膜优异的力学性能和介电性能。
对于聚酰亚胺薄膜来说，其电晕老化过程可以说是表面电晕放电对其从表面开始并缓慢向介质内部发展的破坏过程。
一方面电晕放电产生高能电子束、紫外线、臭氧等，对薄膜表面进行侵蚀破坏，使介质表面的有机物发生化学及物理降解，降解的有机物最终作为气体挥发，具体表现为聚合物的质量损失，厚度变薄。
随着老化的进行，放电进一步侵蚀薄膜表面，薄膜被腐蚀的区域增大并逐渐向内部发展。
如图5所示，进行表层片层状无机物掺杂的优点在于：在电晕破坏前期(图5a)借助无机物良好的电晕阻隔效果来电晕阻挡电晕向纵深发展，或者说让纵向的电晕破坏转变成横向破坏，改变电晕的破坏方向。
在表层有机质被电晕破坏殆尽的同时，可以迅速的塌陷成无机物堆砌层，堆砌在薄膜表面无机物形成了屏蔽层，对内部有机质有机物形成了良好的保护作用。
在电晕破坏后期(图5b)随着表面无机物的堆砌、塌陷，在这个过程中会形成大量的空洞，而形成了隔热保护层，阻隔了电晕放电产生的热量对薄膜内部的影响，防止了热击穿的提前发生。
图4 卡普顿100CR薄膜结构示意图图5 卡普顿100CR薄膜的耐电晕示意图(a) 电晕前期；(b) 电晕后期3 结论a) SEM和TEM分析显示薄膜呈现夹心结构，表层由于掺杂有片状的无机物，表现出良好的力学韧性，中间层为纯层，位置薄膜的刚性。
整体表现出良好的力学性能。
b) TEM分析显示薄膜中掺杂的片状无机物质呈现规律性的层状分布，片层水平分布于薄膜内部，并且分布的非常均匀。
c) 片状无机物的掺杂可以阻挡电晕的放电路径，在表层有机质被电晕破坏之后，可能在表面形成无机物覆盖层，抑制电晕放电对薄膜内部的破坏，同时阻隔了电晕产生的热量从而起到了良好的耐电晕效果。
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