Visualizzazioni: 0 Autore: Editor del sito Publish Time: 2025-06-16 Origine: Sito
Man mano che i dispositivi di alimentazione diventano più compatti e funzionano a correnti più elevate e velocità di commutazione, gli hotspot localizzati possono superare i limiti di polimero standard. Le materie plastiche ingegneristiche , quando adeguatamente rinforzate e modificate, offrono la robustezza termica e dielettrica necessaria per l'isolamento affidabile in motori, trasformatori ed elettronica di potenza. Questo lavoro si concentra su tre sistemi ampiamente usati e sui loro approcci adattati alla stabilità termica.
Temperatura di decomposizione termica (TD): temperatura della perdita di massa del 5-10 % tramite analisi termogravimetrica (TGA).
Temperatura di transizione in vetro (TG): insorgenza della mobilità della catena polimerica misurata mediante calorimetria di scansione differenziale (DSC).
Temperatura di deflessione del calore (HDT): temperatura alla quale un campione si piega sotto un carico definito.
Resistenza dielettrica e resistività del volume ad alta temperatura: misurata a temperature elevate per valutare il degrado dell'isolamento.
I sistemi epossidici offrono un'elevata densità di reticolazione, un'eccellente adesione e una buona TG basale (~ 130 ° C). Il rinforzo in fibra di vetro (30–60 vol %) aumenta ulteriormente la stabilità dimensionale e aumenta sia TG che TD. L'accoppiamento del silano adeguato (ad es. Γ -glicidossipropiltrimetossisilano) migliora il legame fibra -matrix, mitigando il debonding dell'interfaccia in ciclo termico. Performance tipiche:
Aumento TG: 130 → 150 ° C a 40 vol di fibre di vetro
TD (perdita di massa 5 %): ~ 340 → 370 ° C
Le resine fenoliche carbonizzano e resistono al calore e possono essere rinforzate con tre tipi di substrato:
Tessuto di cotone (tessuto): fornisce flessibilità e tenacità. Ideale per parti modellate; Tg ≈ 140 ° C, TD ≈ 330 ° C.
Carta fenolica (non tessuto): offre spessore uniforme e finitura superficiale. TG tipico ≈ 135 ° C, TD ≈ 320 ° C, usato in laminati piatti.
Fibra di vetro fenolico (tritato/tappetino): combina un'elevata rigidità con robustezza termica (Tg ≈ 145 ° C, TD ≈ 350 ° C).
In tutte le varianti, i sistemi fenolici beneficiano di ritardanti di fiamma a base di fosforo, a base di alogena (10-15 %in peso), che promuovono strati di carbone intumescenti e preservano la resistenza dielettrica a 200 ° C.
Le fibre di polietilene tereftalato (PET) e polibutilene tereftalate (PBT) offrono eccellenti proprietà di trazione e bassa perdita dielettrica. Da sole, queste fibre hanno TG ~ 80 ° C; Tuttavia, la fusione con termosetti ad alto TG o l'aggiunta del 5-15 % in peso di Nano -SIO₂/AL₂O₃ può aumentare il TG a 110–120 ° C e TD di 30–40 ° C. I tappetini a lungo fibre o i fili a breve termine possono essere modellati in forme intricate, con resistività del volume trattenuta superiore a 200 ° C.
Incorporazione di nano -fideo:
Il 3-10 % in peso di nano -silica o allumina tramite in -situ sol -gel o miscelazione ad alto livello limita la mobilità della catena, aumentando TG e TD.
Retrylinking di rete:
I recintoni multifunzionali (ad es. Triallyl isocianure) creano reti più dense. La densità di reticolazione ottimale (1,5–3 mmol G⁻⊃1;) aumenta l'HDT di 25–40 ° C.
Ritardanti di fiamma senza alogeni:
I sistemi di fosforo/azoto (ad es. Polifosfato di ammonio, melamina cianurata) al 10-15 % in peso ottengono UL 94 V - 0 e migliorano la formazione di caratteri senza degradare la resistenza dielettrica.
Trattamento della superficie in fibra:
Accoppiamento silano per fibra di vetro; Il plasma o il dimensionamento chimico per substrati di cotone e carta migliorano l'adesione interfacciale e riducono i microvoidi sotto carico termico.
| Sistema | TG (° C) | TD (perdita di massa 5%, ° C) | Ritenzione di resistenza dielettrica @200 ° C |
| Epossidico + 40 vol% in fibra di vetro | 150 | 370 | 88 % |
| Fenolico + fibra di vetro (Mat) | 145 | 350 | 85 % |
| Tessuto fenolico + cotone | 140 | 330 | 82 % |
| Fibra di poliestere + 10% in peso Nano -Sio₂ | 115 | 360 | 80 % |
I sistemi di plastica ingegneristica adattatrice all'isolamento elettrico ad alta temperatura richiedono un approccio bilanciato per il rinforzo, la chimica della matrice e la selezione additiva. Raccomandazioni chiave:
Fibra di vetro epossidico: ottimale per componenti rigidi e ad alto carico.
Fenolico (cotone, carta, fibra di vetro): versatile per parti modellate e laminati con capacità intrinseca di formazione.
Fibra di poliestere: meglio per forme complesse con moderata resistenza al calore.
I lavori futuri dovrebbero esplorare reti reticolate autocaricanti, sensori termici incorporati per il monitoraggio in tempo reale e matrici completamente bio -derivate per raggiungere gli obiettivi di sostenibilità.
