提高环氧树脂绝缘材料的抗开裂性能问题的解析

       在电工绝缘领域为克服环氧树脂的脆性采取了很多方法，绝大多数采用的是增柔，增柔技术大幅度地降低了树脂绝缘体的耐热性，而抗开裂性增加有限。
 

       环氧树脂合金技术（增韧技术）是大幅度提高环氧树脂绝缘材料抗开裂性的新技术。环氧树脂合金技术与增柔技术不同，不是将材料整体柔性化，而是将环氧树固化物从均相材料变成非均相的多相多组分体系即环氧树脂合金。典型的环氧树脂合金结构是“海岛结构”，见图3-1。
 

       分散尺寸合适，含量恰当的“海岛结构”一经形成，材料的抗开裂性能变就发生突变，几倍几十倍地增加，而原有的机械性能、耐热性能和电气性能不受损失或损失较小，这样的优异性能，正是人们所期望的。
      

 

图3-1 双酚A型环氧树脂/酸酐固化物断口形貌

     
       衡量绝缘材料抗开裂性能的标准―断裂韧性(G_IC)和冲击韧性

       绝缘材料内部不可避免地存在缺陷和微裂纹，应力则在裂纹尖端集中。材料的开裂总是通过微裂纹的产生，进而扩展实现的。描绘材料抗开裂能力的大小，就是要测量裂纹尖端所能承受的最大外力。

材料的裂纹尖端受力分三种类型：
         

                               I型－张开力            II型－剪切力            III型－错开力

图3-2 裂纹受力的三种类型

       材料裂纹在I型受力情况下最容易开裂，断裂韧性(G_IC)－表示材料裂纹在I型受力情况下抵抗裂纹扩展的能力，断裂韧性(G_IC)和拉伸强度、弯曲强度一样是材料的本性。

断裂韧性(G_IC)单位是焦尔/米²(J/m²)或牛顿/米(N/m)。