Visualizações: 0 Autor: Editor de sites Publicar Tempo: 2025-06-16 Origem: Site
À medida que os dispositivos de energia se tornam mais compactos e operam em correntes mais altas e velocidades de comutação, os pontos de acesso localizados podem exceder os limites padrão do polímero. Os plásticos de engenharia , quando reforçados e modificados adequadamente, oferecem a robustez térmica e dielétrica necessária para isolamento confiável em motores, transformadores e eletrônicos de potência. Este trabalho se concentra em três sistemas amplamente utilizados e suas abordagens personalizadas para a estabilidade térmica.
Temperatura de decomposição térmica (TD): temperatura de 5 a 10 % de perda de massa via análise termogravimétrica (TGA).
Temperatura de transição vítrea (TG): início da mobilidade da cadeia de polímeros medida por calorimetria diferencial de varredura (DSC).
Temperatura de deflexão do calor (HDT): temperatura na qual uma amostra se dobra sob uma carga definida.
Força dielétrica de alta temperatura e resistividade de volume: medido sob temperaturas elevadas para avaliar a degradação do isolamento.
Os sistemas epóxi oferecem alta densidade de reticulação, excelente adesão e boa linha de base TG (~ 130 ° C). O reforço da fibra de vidro (30-60 vol %) aumenta ainda mais a estabilidade dimensional e aumenta TG e TD. O acoplamento adequado de silano (por exemplo, γ -glicidoxipropiltrimetoxissilano) aumenta a ligação de fibra -matriz, atenuando a interface da interface sob ciclismo térmico. Desempenho típico:
Aumento TG: 130 → 150 ° C a 40 % vol % de fibra de vidro
TD (perda de massa de 5 %): ~ 340 → 370 ° C
Resinas fenólicas inerentemente char e resistem ao calor, e podem ser reforçadas com três tipos de substrato:
Tecido de algodão (tecido): fornece flexibilidade e resistência. Ideal para peças moldadas; Tg ≈ 140 ° C, TD ≈ 330 ° C.
Papel fenólico (não tecido): oferece espessura uniforme e acabamento da superfície. Tg típico ≈ 135 ° C, TD ≈ 320 ° C, usado em laminados planos.
Fibra de vidro fenólico (picado/tapete): combina alta rigidez com robustez térmica (TG ≈ 145 ° C, TD ≈ 350 ° C).
Em todas as variantes, os sistemas fenólicos se beneficiam de retardadores de chama sem halogênio baseados em fósforo (10-15 %em peso), que promovem camadas de char intumescente e preservam a força dielétrica a 200 ° C.
As fibras tereftalato de polietileno (PET) e tereftalato de polibutileno (PBT) oferecem excelentes propriedades de tração e baixa perda dielétrica. Sozinho, essas fibras têm Tg ~ 80 ° C; No entanto, a mistura com termofícios de alto TG ou a adição de 5 a 15 % em peso de nano -siO₂/al₂o₃ pode aumentar Tg a 110-120 ° C e TD em 30-40 ° C. As tapetes de fibra longa ou fios de corte curto podem ser moldados em formas intrincadas, com resistividade de volume retido acima de 200 ° C.
Incorporação de Nano -Filler:
3–10 % em peso de nano -sílica ou alumina via mistura sol -gel ou alta de alta escossa, restringe a mobilidade da cadeia, elevando TG e TD.
Rexink para cruzamento de rede:
Os reguladores cruzados multifuncionais (por exemplo, trializador de isocianuramento) criam redes mais densas. A densidade de reticulação ideal (1,5–3 mmol G⁻⊃1;) aumenta o HDT em 25-40 ° C.
Retardadores de chama sem halogênio:
Os sistemas de fósforo/nitrogênio (por exemplo, polifosfato de amônio, ciantura de melamina) a 10 a 15 % atingem UL 94 V -0 e aumentam a formação de carvão sem força dielétrica degradante.
Tratamento de superfície de fibra:
Acoplamento de silano para fibra de vidro; O dimensionamento plasmático ou químico dos substratos de algodão e papel melhora a adesão interfacial e reduz os microvóides sob carga térmica.
| Sistema | TG (° C) | TD (perda de massa de 5%, ° C) | Retenção de força dielétrica @200 ° C |
| Epóxi + 40% de fibra de vidro | 150 | 370 | 88 % |
| Fenólica + fibra de vidro (MAT) | 145 | 350 | 85 % |
| Tecido fenólico + algodão | 140 | 330 | 82 % |
| Fibra de poliéster + 10% em peso de nano -siO₂ | 115 | 360 | 80 % |
A adaptação de sistemas de plástico de engenharia para o isolamento elétrico de alta temperatura requer uma abordagem equilibrada para reforço, química da matriz e seleção aditiva. Recomendações -chave:
Fibra de epoxi -Glass: ideal para componentes rígidos e de alta carga.
Fenólico (algodão, papel, fibra de vidro): versátil para peças moldadas e laminados com capacidade de formação de carvão inerente.
Fibra de poliéster: melhor para formas complexas com resistência ao calor moderada.
Trabalhos futuros devem explorar redes reticuladas de auto -cicatrização, sensores térmicos incorporados para monitoramento em tempo real e matrizes totalmente derivadas para cumprir as metas de sustentabilidade.
