Vistas: 0 Autor: El editor de sitios Publicar Tiempo: 2025-06-16 Origen: Sitio
A medida que los dispositivos de potencia se vuelven más compactos y operan a mayores corrientes y velocidades de conmutación, los puntos de acceso localizados pueden exceder los límites de polímero estándar. Los plásticos de ingeniería , cuando están bien reforzados y modificados, ofrecen la robustez térmica y dieléctrica necesaria para un aislamiento confiable en motores, transformadores y electrónica de potencia. Este trabajo se centra en tres sistemas ampliamente utilizados y sus enfoques personalizados para la estabilidad térmica.
Temperatura de descomposición térmica (TD): temperatura de la pérdida de masa del 5-10 % mediante análisis termogravimétrico (TGA).
Temperatura de transición de vidrio (TG): inicio de la movilidad de la cadena de polímeros medidos por calorimetría de exploración diferencial (DSC).
Temperatura de deflexión de calor (HDT): temperatura a la que un espécimen se dobla bajo una carga definida.
Resistividad dieléctrica y resistividad dieléctrica de alta temperatura: medido a temperaturas elevadas para evaluar la degradación del aislamiento.
Los sistemas epoxi ofrecen alta densidad de reticulación, excelente adhesión y buena línea de base TG (~ 130 ° C). El refuerzo de fibra de vidrio (30–60 %vol) aumenta aún más la estabilidad dimensional y aumenta TG y TD. El acoplamiento adecuado de silano (p. Ej., Γ -glucidoxipropiltrimetoxisilano) mejora la unión de fibra -matriz, mitigando la interfaz de desacuerdo bajo ciclo térmico. Rendimiento típico:
Aumento de TG: 130 → 150 ° C al 40 % en volumen de fibra de vidrio
TD (pérdida de masa al 5 %): ~ 340 → 370 ° C
Las resinas fenólicas inherentemente ahogan y resisten el calor, y pueden reforzarse con tres tipos de sustrato:
Fabric de algodón (tejido): proporciona flexibilidad y dureza. Ideal para piezas moldeadas; Tg ≈ 140 ° C, TD ≈ 330 ° C.
Papel fenólico (no tejido): ofrece un grosor uniforme y acabado superficial. Tg tg ≈ 135 ° C, TD ≈ 320 ° C, utilizado en laminados planos.
Fibra de vidrio fenólico (picado/estera): combina alta rigidez con robustez térmica (TG ≈ 145 ° C, TD ≈ 350 ° C).
En todas las variantes, los sistemas fenólicos se benefician de los retardantes de la llama sin halógeno basados en fósforo (10-15 %en peso), que promueven capas de carbón intumescentes y preservan la resistencia dieléctrica a 200 ° C.
Las fibras de tereftalato de polietileno (PET) y polibutileno tereftalato (PBT) ofrecen excelentes propiedades de tracción y baja pérdida dieléctrica. Solo, estas fibras tienen Tg ~ 80 ° C; Sin embargo, mezclar con termosets de alto TG o agregar 5–15 % en peso de nano -io₂/al₂o₃ puede impulsar TG a 110-120 ° C y TD en 30–40 ° C. Las esteras de fibra larga o las cadenas de cortes cortos se pueden moldear en formas intrincadas, con resistividad de volumen retenida por encima de 200 ° C.
Incorporación de nano -relleno:
3–10 % en peso de nano -sílica o alúmina a través de Sol -Gel o la mezcla de altura de alta taller restringe la movilidad de la cadena, elevando TG y TD.
Reticulación de la red:
Los reticuladores multifuncionales (por ejemplo, triall is isocyanururate) crean redes más densas. La densidad de reticulación óptima (1.5–3 mmol G⁻⊃1;) aumenta HDT en 25–40 ° C.
Retardantes de la llama sin halógeno:
Sistemas de fósforo/nitrógeno (p. Ej., Polifosfato de amonio, cianurato de melamina) a 10-15 % en peso de UL 94 V - 0 y mejoran la formación de carbón sin degradar la resistencia dieléctrica.
Tratamiento de la superficie de fibra:
Acoplamiento de silano para fibra de vidrio; El dimensionamiento de plasma o químicos para sustratos de algodón y papel mejora la adhesión interfacial y reduce las microvoides bajo carga térmica.
| Sistema | TG (° C) | TD (pérdida de masa al 5%, ° C) | Retención de resistencia dieléctrica a 200 ° C |
| Epoxi + 40 vol voltor fibra de vidrio | 150 | 370 | 88 % |
| Fenólico + fibra de vidrio (estera) | 145 | 350 | 85 % |
| Fenólica + tela de algodón | 140 | 330 | 82 % |
| Fibra de poliéster + 10% en peso de nano -io₂ | 115 | 360 | 80 % |
La adaptación de los sistemas de plástico de ingeniería al aislamiento eléctrico de alta temperatura requiere un enfoque equilibrado para el refuerzo, la química de la matriz y la selección aditiva. Recomendaciones clave:
Fibra de glaseado epoxi: óptimo para componentes rígidos de alta carga.
Fenólico (algodón, papel, fibra de vidrio): versátil para piezas moldeadas y laminados con capacidad de formación de carbón inherente.
Fibra de poliéster: lo mejor para formas complejas con resistencia al calor moderada.
El trabajo futuro debería explorar las redes reticuladas de autocuración, los sensores térmicos integrados para el monitoreo en tiempo real y las matrices totalmente biodinidas para cumplir con los objetivos de sostenibilidad.
