纳米Al₂O₃-STPP@HACC核壳填料的制备及其对间位芳纶绝缘纸性能的影响

摘要

通过交联和表面吸附的方法，以三聚磷酸钠（STPP）作为交联剂将壳聚季铵盐（HACC）包覆在纳米氧化铝（Al₂O₃）表面，成功合成了具有核-壳结构的复合纳米材料（Al₂O₃-STPP@HACC）,并以此纳米材料作为填料制备了氧化铝/间位芳纶（PMIA）复合纸。利用zeta电位、XPS、FTIR、SEM、TEM和热重等方法对改性前后的纳米氧化铝微观形貌、化学组分、理化性能等进行了表征，测试了各纸样的工频击穿场强和表面电荷消散过程，计算得到绝缘纸陷阱分布特性。结果表明，壳聚糖季铵盐外壳通过静电引力和氢键包覆在纳米氧化铝表面，在聚合物中起到粘合和过渡作用，三聚磷酸钠起交联作用。改性后芳纶纸抗张强度和交流击穿强度分别为4.6 MPa和32.6 kV/mm,分别提升了38.5%和33%,同时，复合纸具有显著增强的热稳定性和低电导率(7.50×10^-17 S/m),HACC@STPP壳层能够增强纤维界面结合力，引入大量深陷阱，限制载流子运动。

关键词

HACC@STPP / 间位芳纶 / 界面作用 / 纳米Al₂O₃ / 电气性能