提高環氧樹脂絕緣材料的抗開裂性能問題的解析

       在電工絕緣領域為克服環氧樹脂的脆性采取了很多方法，絕大多數采用的是增柔，增柔技術大幅度地降低了樹脂絕緣體的耐熱性，而抗開裂性增加有限。
 

       環氧樹脂合金技術（增韌技術）是大幅度提高環氧樹脂絕緣材料抗開裂性的新技術。環氧樹脂合金技術與增柔技術不同，不是將材料整體柔性化，而是將環氧樹固化物從均相材料變成非均相的多相多組分體系即環氧樹脂合金。典型的環氧樹脂合金結構是“海島結構”，見圖3-1。
 

       分散尺寸合適，含量恰當的“海島結構”一經形成，材料的抗開裂性能變就發生突變，幾倍幾十倍地增加，而原有的機械性能、耐熱性能和電氣性能不受損失或損失較小，這樣的優異性能，正是人們所期望的。
      

 

圖3-1 雙酚A型環氧樹脂/酸酐固化物斷口形貌

     
       衡量絕緣材料抗開裂性能的標準―斷裂韌性(G_IC)和沖擊韌性

       絕緣材料內部不可避免地存在缺陷和微裂紋，應力則在裂紋尖端集中。材料的開裂總是通過微裂紋的產生，進而擴展實現的。描繪材料抗開裂能力的大小，就是要測量裂紋尖端所能承受的最大外力。

材料的裂紋尖端受力分三種類型：
         

                               I型－張開力            II型－剪切力            III型－錯開力

圖3-2 裂紋受力的三種類型

       材料裂紋在I型受力情況下最容易開裂，斷裂韌性(G_IC)－表示材料裂紋在I型受力情況下抵抗裂紋擴展的能力，斷裂韌性(G_IC)和拉伸強度、彎曲強度一樣是材料的本性。

斷裂韌性(G_IC)單位是焦爾/米²(J/m²)或牛頓/米(N/m)。