微/纳米纤维网络组装的阿拉米德纸具有出色的机械和电气绝缘性能
Bin Yang1, Yifan Wang1, Yi Zhou1
1College of Bioresources Chemical and Materials Engineering, National Demonstration Center for Experimental Light Chemistry Engineering Education, Shaanxi Province Key Laboratory of papermaking Technology and Specialty paper Development, Shaanxi University of Science & Technology, No. 6, Xuefu Road, Xi'an 710021, China.
ACS nano
|October 16, 2025
概括
一种新型复合纳米纸由阿拉米德纳米纤维 (ANF) 和聚m-异胺 (PMIA) 纤维制成,可显著提高用于先进电绝缘应用的撕裂强度和介电性质.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 聚合物科学 聚合物科学
- 纳米技术 纳米技术
背景情况:
- 阿拉米德纳米纤维 (ANF) 纸张显示出由于高介电强度的电绝缘保温的希望.
- 然而,ANF纸具有较差的撕裂强度,限制了其实际使用.
- 这种弱点源于ANF网络中的强键和不动节点,阻碍了能量消散.
研究的目的:
- 开发一种新的复合纳米纸,具有更好的撕裂强度和介电性质.
- 为了研究一个钢筋混凝土建筑的效果,使用聚米烯异胺 (PMIA) 纤维和ANF.
- 为了提高能量消散机制,以获得更好的机械耐用性.
主要方法:
- 用钢筋混凝土架构制造一个PMIA@ANF复合纳米纸.
- 在ANF网络中优化节点强度和密度.
- 机械性能 (撕裂强度) 和介电强度的表征.
主要成果:
- 该PMIA@ANF复合纳米纸实现了1899mN的撕裂强度,比ANF纸提高了47.5倍.
- 记录了82.8kV·mm-1的介电强度,超过了现有的电绝缘复合材料.
- 复合材料在极端温度和腐蚀性环境下表现出色的性能保留.
结论:
- 钢筋混凝土建筑PMIA@ANF协同平衡结构耐用性和介电可靠性.
- 与以前的材料相比,这种复合材料提供了优越的撕裂和介电强度.
- 在苛刻的应用中,PMIA@ANF纳米纸是先进电绝缘的强有力的候选.
