Modyfikowane kompozyty polimerowe do zastosowań

MATERIA£Y CERAMICZNE /CERAMIC MATERIALS/, 63, 4, (2011), 715-719
www.ptcer.pl/mccm
Mody¿kowane kompozyty polimerowe do
zastosowaĔ energetycznych
ALICJA RAPACZ-KMITA1, MAGDALENA DUDEK2, ROBERT SEKUàA3, GRZEGORZ KMITA3*,
NORBERT MOSKAàA1, LUCJANA MANDECKA-KAMIEē1
Akademia Górniczo-Hutnicza, Wydziaá InĪynierii Materiaáowej i Ceramiki, 30-059 Kraków, al. Mickiewicza 30
Akademia Górniczo-Hutnicza, Wydziaá Energetyki i Paliw, 30-059 Kraków, al. Mickiewicza 30
3
Korporacyjne Centrum Badawcze ABB, 31-038 Kraków, ul. StarowiĞlna 13A
*e-mail: [email protected]
1
2
Streszczenie
W pracy zbadano dwa rodzaje materiaáów kompozytowych pod kątem wykorzystania ich jako materiaáy izolacyjne dla zastosowaĔ
energetycznych. Kompozyty o skáadach: 40 % mas. Īywicy epoksydowej i 60 % mas. SiO2 oraz 40 % mas. Īywicy epoksydowej, 57 % mas.
SiO2 i 3 % mas. bentonitu otrzymano metodą odlewania próĪniowego. Na podstawie wykonanych obserwacji mikrostrukturalnych stwierdzono, Īe otrzymane tworzywa charakteryzują siĊ jednorodną mikrostrukturą i nie posiadają wad w postaci porów i pĊkniĊü. Pomiary gĊstoĞci pozornej oraz moduáu Younga wykazaáy, Īe czĊĞciowe podstawienie wypeániacza krzemionkowego cząstkami bentonitu w tworzywie kompozytowym nie prowadzi do zmian gĊstoĞci pozornej oraz moduáu Younga w stosunku do wyjĞciowego tworzywa. Niewielki dodatek bentonitu do tworzywa kompozytowego prowadzi jednak do podwyĪszenia wartoĞci wytrzymaáoĞci mechanicznej oraz wpáywa na
poprawĊ stabilnoĞci termicznej tworzywa w zakresie temperatur 40-70°C poprzez obniĪenie wartoĞci wspóáczynnika liniowej rozszerzalnoĞci cieplnej CTE. Zaobserwowano takĪe poprawĊ wáaĞciwoĞci izolacyjnych kompozytów z dodatkiem 3 % mas. bentonitu. Na podstawie wstĊpnych badaĔ moĪna stwierdziü, Īe opracowane kompozyty mogą byü interesującymi tworzywami do produkcji izolacji elektrycznych dla urządzeĔ energetycznych.
Sáowa kluczowe: kompozyty polimerowe, bentonit, izolacja elektryczna, wáaĞciwoĞci mechaniczne
MODIFIED POLYMERIC COMPOSITE MATERIALS FOR POWER APPLICATIONS
Two different composite materials: (i) 40 wt% epoxy resin and 60 wt% silica powder, (ii) 40 wt% epoxy resin, 57 wt% silica powder and
3 wt% bentonite were investigated as insulating materials for the electric power industry. The materials were obtained by vacuum casting.
Based on c it can be stated that the materials are characterized by homogenous microstructure and they do not posses any defects (voids
or pores). The measurements of apparent density and Young’s modulus indicated that partial substitution of silica ¿llers by bentonite powder
in the composite material does not lead to the signi¿cant changes of densi¿cation and elastic properties in reference to the composite ¿lled
only with 60 wt% of silica. However, a small addition of bentonite increases mechanical strength and also stabilizes its thermal performance
through the decrease of thermal linear expansion coef¿cient. Improvement of insulating properties of the composite modi¿ed with 3 wt%
addition of bentonite was also observed. It can be concluded, based on the preliminary study, that the tested composites may be promising
materials in the case of production of insulating components for power applications.
Keywords: Polymer composite, Bentonite, Electrical insulation, Mechanical properties
1. Wprowadzenie
Rozwój nowych dziedzin energetyki stawia coraz wiĊksze wymagania urządzeniom elektrycznym. Problematyka niezawodnoĞci, wydáuĪenia czasu bezawaryjnej pracy
urządzeĔ energetycznych takich jak aparaty wysokich napiĊü, linii przesyáowych, komponentów elektrycznych, a takĪe aspekty ekonomiczne inwestycji, stymulują rozwój w zakresie konstrukcji ukáadów izolacyjnych oraz stosowanych
w nich materiaáów [1, 2]. Urządzenia te nie mogáyby prawidáowo funkcjonowaü bez materiaáów speániających rolĊ izolacji
elektrycznej. Projektowanie i optymalizacja izolacji elektrycznej w systemach energetycznych jest sporym wyzwaniem,
z uwagi na fakt, Īe wymogi energetyczne, poziomy napiĊü
i temperatur dziaáania są albo coraz wyĪsze w konwencjo-
nalnych aplikacjach albo kraĔcowo niskie dla aplikacji kriogenicznych [3, 4]. Materiaáy elektryczne pretendujące do takich zastosowaĔ powinny charakteryzowaü siĊ duĪą odpornoĞcią na temperaturĊ, dobrą przewodnoĞcią cieplną, duĪą
wytrzymaáoĞcią mechaniczną i elektryczną, odpowiednią rezystywnoĞcią skroĞną i powierzchniową, niską stratnoĞcią,
a komponenty z nich wykonane - maáą gruboĞcią. Tworzywa
te powinny byü takĪe odporne na dziaáanie substancji chemicznych i promieniowania oraz wilgoci [5, 6]. Dodatkowo,
wymaga siĊ, aby komponenty elektryczne i wymiary sprzĊtu byáy coraz mniejsze, a same urządzenia bardziej „upakowane” od urządzeĔ konwencjonalnych. WiąĪe siĊ to w naturalny sposób ze zwiĊkszeniem wymogów stawianych materiaáom izolacyjnym. Oczekuje siĊ od nich nie tylko lepszej
wytrzymaáoĞci dielektrycznej oraz odpornoĞci na przebicie,
715
A. RAPACZ-KMITA, M. DUDEK, R. SEKUàA, G. KMITA, N. MOSKAàA, L. MANDECKA-KAMIEē
ale równieĪ wiĊkszej trwaáoĞci i niezawodnoĞci w stosunku
od ich konwencjonalnych odpowiedników.
Materiaáy izolacyjne elektrycznie (dielektryki), w aplikacjach energetycznych z zakresu wysokich napiĊü, byáy wykonywane w przeszáoĞci z materiaáów pochodzenia naturalnego takich jak jedwab, szkáo oraz materiaáy ceramiczne (porcelana elektrotechniczna, tworzywa kordiertytowe
i steatytowe). Jednak znaczny postĊp w dziedzinie inĪynierii materiaáowej, a w szczególnoĞci pojawienie siĊ tworzyw
sztucznych doprowadziáo do zmian w postrzeganiu izolacji
elektrycznej w róĪnych urządzeniach energetycznych oraz
moĪliwoĞci wykorzystania nowych materiaáów, które pierwotnie zostaáy zaprojektowane dla zupeánie innych technologii [7].
Istnieją wciąĪ przynajmniej dwa obszary technologii energetycznych, w których odnotowano jedynie niewielkie zmiany technologiczne. Pierwszym z tych obszarów jest wykorzystanie papieru celulozowego, jako podstawowego materiaáu
izolacyjnego w transformatorach mocy oraz niektórych rodzajach kabli podmorskich. Drugim przykáadem jest obszar
zastosowaĔ materiaáów izolacyjnych na otwartej przestrzeni, w którym od dziesiĊcioleci dominują materiaáy ceramiczne oraz szklane. ChociaĪ, w tym obszarze pojawiáy siĊ juĪ
rozwiązania oparte na wykorzystaniu materiaáów kompozytowych oraz polimerowych o lepszych wáaĞciwoĞciach od
ich tradycyjnych odpowiedników. Materiaáy polimerowe od
wielu lat znajdują zastosowania w elektronice, a szczególnie interesujący obszar mody¿kacji ich wáaĞciwoĞci to tworzywa kompozytowe zawierające wtrącenia materiaáów ilastych np. bentonitu [8, 9].
Koncepcja nanokompozytów zaczĊáa siĊ pojawiaü w póĨnych latach osiemdziesiątych XX wieku. Te wczesne prace
badawcze koncentrowaáy siĊ gáównie na surowcach ilastych,
syntezie materiaáów oraz wáaĞciwoĞciach mechanicznych
róĪnego rodzaju kompozytów. Badano równieĪ wykorzystanie tlenków metali oraz napeániaczy metalicznych w rozmiarach nanometrycznych w osnowach polimerowych. Te
ostatnie materiaáy zostaáy uĪyte do ekranowania pola elektromagnetycznego oraz na elektrody. ChociaĪ najwczeĞniejsze prace dotyczyáy gáównie poprawy wáaĞciwoĞci mechanicznych polimerów niewypeánionych, korzyĞci páynące
z zastosowania nanokompozytów w aplikacjach elektrycznych i cieplnych nie mogáy pozostaü niezauwaĪone [10, 11].
Gáówną zaletą stosowania napeániaczy w rozmiarach
nanometrycznych jest bardzo duĪy stosunek powierzchni do objĊtoĞci w stosunku do napeániaczy w skali mikrometrycznej. Tak rozbudowana powierzchnia bez wątpienia
odgrywa niebagatelną rolĊ w uwidacznianiu wpáywu granic
miĊdzyfazowych na wáaĞciwoĞci kompozytu. Rozbudowana powierzchnia stwarza na przykáad nieograniczone moĪliwoĞci dla zakotwiczania áaĔcucha polimeru bazowego na
powierzchni cząstek, co prowadzi bezpoĞrednio do wzrostu
wytrzymaáoĞci mechanicznej polimeru [12, 13]. Morfologia
caáego ukáadu ulega dodatkowym zmianom, kiedy materiaá
napeániacza poddany zostanie dodatkowej mody¿kacji na
drodze eksfoliacji lub interkalacji. W strukturach tego typu
oczekuje siĊ wystąpienia dodatkowych procesów interakcji
chemicznej, np. w przypadku wymiany kationowej w krzemianach warstwowych typu organo¿lowego, która znacznie
wpáywa na ruchliwoĞü noĞników áadunku. W konsekwencji
nanokompozyty o osnowach polimerowych stają siĊ mate-
716
MATERIA£Y CERAMICZNE /CERAMIC MATERIALS/, 63, 4, (2011)
riaáami o zaawansowanych technologicznie wáaĞciwoĞciach
takich jak niski stosunek gĊstoĞü/masa, przezroczystoĞü,
poprawiona sztywnoĞü i odpornoĞü na pĊkanie, poprawione wáaĞciwoĞci barierowe, obniĪony wspóáczynnik rozszerzalnoĞci liniowej, obniĪona palnoĞü oraz poprawione wáaĞciwoĞci dielektryczne [14].
Celem pracy byáo sprawdzenie moĪliwoĞci technologicznych mody¿kacji mikrostruktury komercyjnych systemów
Īywicznych przy pomocy cząstek surowca ilastego oraz poprawy ich wáaĞciwoĞci uĪytkowych.
2. Materiaáy i stosowane metody badawcze
Do wykonania tworzyw kompozytowych wykorzystano
nastĊpujące materiaáy:
– Īywica epoksydowa CY 228-1 ¿rmy Huntsman;
– krzemionka SILBOND W12 ¿rmy Quarzwerke;
– bentonit OCMA ¿rmy CEBO Holland B.V.
Tworzywa kompozytowe otrzymano na drodze odlewania próĪniowego w formie odpowiednio przygotowanych
zestawów mieszanek Īywicznych, wedáug zaleceĔ producenta dotyczących skáadu oraz temperaturowego pro¿lu utwardzania. Mieszanki Īywiczne mody¿kowane dodatkiem bentonitu otrzymano poprzez zastąpienie 3 % mas. napeániacza
krzemionkowego cząstkami surowca ilastego. Tak otrzymane
materiaáy do badaĔ zostaáy opisane w nastĊpujący sposób:
– Kompozyt 1 – materiaá o skáadzie: Īywica 40 % mas.,
SiO2 60 % mas.;
– Kompozyt 2 – materiaá o skáadzie: Īywica 40 % mas.,
SiO2 57 % mas., bentonit 3 % mas.
Zastosowanie skaningowej mikroskopii elektronowej
(Nova Nano SEM 200) pozwoliáo na dokonanie obserwacji
powierzchni oraz przeáomów otrzymanych materiaáów kompozytowych na osnowie Īywicy epoksydowej. Rozkáad wielkoĞci cząstek wypeániacza krzemionkowego oraz bentonitu wykonano za pomocą analizatora Mastersizer 2000 ¿rmy
Malvern Instruments Ltd. GĊstoĞci pozorne kompozytowych
próbek na osnowie Īywicy wyznaczono metodą hydrostatycznego waĪenia w wodzie. Wspóáczynnik rozszerzalnoĞci
termicznej (Į) wyznaczono metodą dylatometryczną w zakresie temperatur 20-120°C. Próbki ogrzewano w powietrzu
z szybkoĞcią 10°C/min. Pomiaru wielkoĞci moduáu Younga
dokonano metodą ultradĨwiĊkową, stosując fale podáuĪne
o czĊstotliwoĞci 10 MHz oraz fale poprzeczne o czĊstotliwoĞci 2 MHz. Pomiary te powtarzano kilkakrotnie w dwu wzajemnie prostopadáych kierunkach (gruboĞü i Ğrednica próbki) na róĪnych miejscach otrzymanych próbek kompozytowych. WytrzymaáoĞü na zginanie (V) zmierzono metodą
trójpunktowego zginania stosując rozstaw podpór wynoszący 60 mm oraz szybkoĞü odksztaácania 2 mm/min. Pomiary
wykonywano na maszynie wytrzymaáoĞciowej Zwick 1435.
Do badaĔ wytrzymaáoĞciowych zastosowano próbki w ksztaácie belek (100 x 10 x 5 mm), które wyciĊto z odlanych ksztaátek. WielkoĞci przewodnictwa elektrycznego otrzymanych
próbek kompozytowych wyznaczono metodą zmiennoprądowej spektroskopii impedancyjnej w temperaturach 25°C
oraz 80°C. Na wypolerowane powierzchnie próbek naniesiono elektrody z komercyjnej pasty srebrnej (P-121).
MODYFIKOWANE KOMPOZYTY POLIMEROWE DO ZASTOSOWAē ENERGETYCZNYCH
3. Wyniki badaĔ i dyskusja
udziaá masowy [%]
Przed przystąpieniem do sporządzenia mieszanek kompozytowych 1 i 2 przeprowadzono analizĊ skáadu ziarnowego komercyjnej mączki kwarcowej SILBOND W12 oraz napeániacza bentonitowego. Na Rys. 1 przedstawiono krzywą
kumulacyjną rozkáadu wielkoĞci ziaren badanego proszku
SiO2. Rys. 2 przedstawia rozkáad wielkoĞci ziaren wypeániacza bentonitowego.
MieszankĊ Īywiczną (Kompozyt 1) przygotowano zgodnie z zaleceniami producenta stosując pro¿l utwardzania opisany w technicznej karcie materiaáowej [15].
Na Rys. 3 i 4 przedstawiono obrazy mikrostruktury otrzymanych materiaáów kompozytowych zarejestrowanych pod
skaningowym mikroskopem elektronowym.
Na podstawie obserwacji otrzymanych materiaáów kompozytowych 1 i 2 nie stwierdzono wyraĨnych róĪnic w mikrostrukturze kompozytów z dodatkiem 3 % mas. bentonitu
20
19
18
17
16
15
14
13
12
11
10
9
8
7
6
5
4
3
2
1
0
0.8
1.0
1.5
2.0
3.0
4.0
5.0
6.0
8.0 10.0 15.0
Ğrednica ziaren [um]
20.0
25.0
30.0
40.0
50.0
60.0
80.0 100.0
udziaų masowy [%]
Rys. 1. Rozkáad wielkoĞci ziaren wypeániacza krzemionkowego.
Fig. 1. Grain size distribution of the silica ¿ller.
20
19
18
17
16
15
14
13
12
11
10
9
8
7
6
5
4
3
2
1
0
0.8
1.0
1.5
2.0
3.0
4.0
5.0
6.0
8.0
10.0 15.0 20.0 25.0 30.0 40.0 50.0 60.0 80.0 100.0
Ƒrednica ziaren [P
P m]
Rys. 2. Rozkáad wielkoĞci ziaren wypeániacza bentonitowego.
Fig. 2. Grain size distribution of the bentonite ¿ller.
Rys. 3. Mikrofotogra¿a SEM powierzchni przeáamu kompozytu Īywica epoksydowa/SiO2 (Kompozyt 1).
Fig. 3. The SEM image of fractured surface of the epoxy/SiO2 composite (Kompozyt 1).
MATERIA£Y CERAMICZNE /CERAMIC MATERIALS/, 63, 4, (2011)
717
A. RAPACZ-KMITA, M. DUDEK, R. SEKUàA, G. KMITA, N. MOSKAàA, L. MANDECKA-KAMIEē
Rys. 4. Mikrofotogra¿a SEM powierzchni przeáamu kompozytu Īywica epoksydowa / SiO2/ bentonit (Kompozyt 2).
Fig. 4 The SEM image of fractured surface of the epoxy/SiO2/bentonite composite (Kompozyt 2).
w odniesieniu do tworzywa otrzymanego z referencyjnej mieszanki Īywicznej, wykorzystującej jako napeániacz jedynie
mączkĊ krzemionkową. Ponadto nie stwierdzono obecnoĞci
pĊkniĊü lub porów, które mogáyby stanowiü jedną z przyczyn
pogorszenia siĊ wáaĞciwoĞci izolacyjnych tych materiaáów.
Jednym z wymogów stawianych materiaáom pretendującym do zastosowaĔ elektroizolacyjnych są dobre wáaĞciwoĞci mechaniczne. Wg danych zawartych w specy¿kacji producenta [15] materiaá Kompozyt 1 powinien charakteryzowaü
siĊ wytrzymaáoĞcią na zginanie na poziomie 100-110 MPa.
Na podstawie testów wykonanych metodą trójpunktowego
zginania moĪna jednak zauwaĪyü, Īe zmierzone wartoĞci
wytrzymaáoĞci na zginanie kompozytów polimerowych wypeánionych 60 % mas. mączki kwarcowej nie przekraczaáy
70 MPa. Zastąpienie 3 % mas. mączki kwarcowej przez dodatek bentonitu prowadzi do poprawy wáaĞciwoĞci mechanicznych w stosunku do materiaáu wyjĞciowego. Na podstawie testów wytrzymaáoĞci na zginanie wykonanych wg tej
samej procedury na próbkach materiaáu Kompozyt 2 stwierdzono wyraĨny wzrost wartoĞci wytrzymaáoĞci na zginanie do
okoáo 110 MPa (Tabela 1). Przyczyną wystąpienia tych rozbieĪnoĞci moĪe byü powstawanie lokalnych stref koncentracji
naprĊĪeĔ związanych z obecnoĞcią duĪych ziaren, jak równieĪ aglomeratów ziaren napeániacza krzemionkowego, niemoĪliwych do rozbicia na etapie otrzymywania kompozytu.
Dla tworzyw Kompozyt 1 i 2 wykonano takĪe pomiary moduáu sprĊĪystoĞci oraz gĊstoĞci pozornej (Tabela 1).
Tabela 1. WáaĞciwoĞci mechaniczne tworzyw kompozytowych.
Table 1. Mechanical properties of the studied composites.
Materiaá
WytrzymaáoĞü
na zginanie V
[MPa]
Moduá
Younga
E [GPa]
GĊstoĞü
pozorna
U [g/cm3]
Kompozyt 1
69,21 r 7,44
6,55 r 0,04
1,85
Kompozyt 2
110,67 r 5,39
6,39 r 0,30
1,84
Na podstawie danych zestawionych w Tabeli 1 moĪna
stwierdziü, Īe dodatek 3 % mas. bentonitu do materiaáu kompozytowego na osnowie Īywicy epoksydowej, wpáywa na poprawĊ wytrzymaáoĞci mechanicznej na zginanie tworzywa
bez zmiany wáaĞciwoĞci sprĊĪystych oraz gĊstoĞci pozornej.
Kolejnym, stwierdzonym w trakcie badaĔ rozszerzalnoĞci liniowej, pozytywnym aspektem wprowadzenia bento-
718
MATERIA£Y CERAMICZNE /CERAMIC MATERIALS/, 63, 4, (2011)
Tabela 2. Wspóáczynniki rozszerzalnoĞci liniowej dla badanych materiaáów kompozytowych.
Table 2. Coef¿cient of linear thermal expansion of the studied composite materials.
Materiaá
Wspóáczynnik rozszerzalnoĞci liniowej CTE
[1/K·10-6]
20-40°C
40-70°C
70-80°C
80-150°C
Kompozyt 1
43,9
97,3
42,2
98,1
Kompozyt 2
44,7
84,0
77,1
104,9
nitu jest obniĪenie wspóáczynnika rozszerzalnoĞci cieplnej
(CTE) w zakresie temperatury poniĪej Tg polimeru. Wyniki
przeprowadzonych badaĔ wskazują na obniĪenie wartoĞci
CTE w zakresie temperatur 40-70°C o prawie 14 % (Tabela 2 oraz Rys. 5). Wpáywa to szczególnie korzystnie na redukcjĊ naprĊĪeĔ resztkowych w komponentach Īywicznych
wspóápracujących z elementami metalowymi, w przypadku
których wáaĞnie – w tym zakresie temperatur – rozwijają siĊ
najwiĊksze naprĊĪenia resztkowe podczas procesu utwardzania. Opisywany zakres temperatur jest ponadto podstawowym, temperaturowym zakresem pracy urządzeĔ wytwarzanych z tego rodzaju materiaáów.
Istotnym czynnikiem decydującym o moĪliwoĞci zastosowania otrzymanych, kompozytowych materiaáów na osnowie
Īywicy jako tworzyw izolacyjnych są, zmierzone podczas testów, niskie wartoĞci przewodnoĞci elektrycznej (wysoka rezystancja elektryczna).
Pomiary wielkoĞci caákowitego przewodnictwa elektrycznego materiaáów kompozytowych w zakresie temperatur
25-80°C, wyznaczonych metodą spektroskopii impedancyjnej, przedstawiono w Tabeli 3.
Jak wynika z danych przedstawionych w Tabeli 3, otrzymane materiaáy charakteryzują siĊ bardzo niskim przewodnictwem elektrycznym (wysoką rezystancją elektryczną),
Tabela 3. Przewodnictwo elektryczne badanych materiaáów kompozytowych.
Table 3. Electrical conductivity of the studied composite materials.
Materiaá
Przewodnictwo elektryczne [S/cm2]
Temperatura 25°C
Temperatura 80°C
Kompozyt 1
7,2u10-8
3,1u10-7
Kompozyt 2
6,3u10
2,4u10-7
-8
MODYFIKOWANE KOMPOZYTY POLIMEROWE DO ZASTOSOWAē ENERGETYCZNYCH
a wiĊc w peáni speániają wymagania stawiane materiaáom pretendującym do zastosowania na izolacje elektryczne. NaleĪy zauwaĪyü,
iĪ dodatek 3 % mas. bentonitu (Kompozyt 2) wpáywa
na obniĪenie przewodnictwa elektrycznego, zarówno w temperaturze 25°C jak
i 80°C, co przekáada siĊ na
uzyskanie jeszcze lepszych
parametrów izolacyjnych.
4. Wnioski
Na podstawie wykonanych obserwacji i badaĔ
eksperymentalnych stwierdzono, Īe opracowane materiaáy kompozytowe wyda- Rys. 5. Zmiany wartoĞci wspóáczynnika rozszerzalnoĞci cieplnej (CTE) kompozytów 1 i 2 w zakresie temją siĊ byü perspektywiczne peratury poniĪej Tg osnowy polimerowej.
w przypadku zastosowaĔ Fig. 5. Variations of thermal expansion coef¿cient (CTE) values of the 1 and 2 composites in the tempew energetyce. Podstawie- rature range below Tg of the polymeric matrix.
nie w tworzywie kompozyto[3] Masayuki N.: „Cryogenic Electrical Insulation and its Advantawym zawierającym 40 % mas. Īywicy epoksydowej i 60 %
ge”, IEEJ Trans on Fundamentals and Materials, 124, 9, (2004)
mas. SiO2 bentonitu zamiast 3 % mas. wypeániacza SiO2,
759-762.
[4] Dale S.J., Wolf S.M., Schneider T.R.: Energy Applications on
prowadzi do poprawy wytrzymaáoĞci mechanicznej na zgiHigh-Temperature Superconductivity, vol.1&2, US Dept Enernanie bez zmiany wáaĞciwoĞci sprĊĪystych oraz mikrostrukgy and EPRI, (1990).
tury tworzywa. JednoczeĞnie, bentonit wpáywa na poprawĊ
[5] Berberich L.J., Dakin T.W.: „Guiding Principles in the Thermal
stabilnoĞci termicznej materiaáu (obniĪenie wartoĞci CTE)
Evaluation of Electrical. Insulation, Power Apparatus and Sysw zakresie temperatur poniĪej temperatury zeszklenia osnotems, Part III.”, Trans. American Inst. Electr. Engr., 75, 3, (1956),
752-761.
wy polimerowej (40-70°C).
[6] Fothergill J.C., Nelson J.K., Fu M.: Conference on Electrical
Kolejną istotną wáaĞciwoĞcią mody¿kowanych bentoniInsulation and Dielectric Phenomena, (2004), 406-409.
tem tworzyw kompozytowych Īywica epoksydowa/SiO2 jest
[7] Mojovic M., Dakovic M., Bankovic P., Mojovic Z.: „Paramagnezachowanie wysokiej rezystancji elektrycznej w temperatutic pillared bentonites - The new digestive tract MRI contrast
rach 25 i 80°C, co daje tworzywo o jeszcze lepszych wáaagents”, Applied Clay Science, 48, 1-2, (2010), 191-194.
[8] Bledzki A.K., Ries A., Paßmann D.: „Functional graded selĞciwoĞciach izolacyjnych.
f-reinforced polypropylene sheets”, Polimery, 56, 5, (2011),
Przedstawione wyniki badaĔ wskazują na moĪliwoĞci
369-374.
przeprowadzenia kontrolowanej mody¿kacji wáaĞciwoĞci wy[9] Oleksy M., Budzik G., Heneczkowski M., Markowski T.: „Kompeánionych krzemionką kompozytów o osnowie polimerowej,
pozyty Īywic poliuretanowych z dodatkiem Nanobentów®”, Poprzy pomocy cząstek mineraáów ilastych.
limery, 55, 3, (2010), 194-200.
[10] Frąckowiak S., Kozáowski M.: „Polimerowe kompozyty elektroWstĊpne wyniki badaĔ nad moĪliwoĞcią aplikacji mateprzewodzące jako materiaáy o potencjale sensorycznym, Poliriaáów ilastych (np. bentonitu) mogą posáuĪyü do opracowamery”, 55, 5, (2010), 390-398.
nia nowej grupy kompozytowych materiaáów izolacyjnych.
PodziĊkowania
Praca zostaáa wykonana w ramach Ğrodków ¿nansowych przeznaczonych na dziaáalnoĞü statutową Akademii
Górniczo-Hutniczej Wydziaáu InĪynierii Materiaáowej i Ceramiki (11.11.160.603).
Literatura
[1]
[2]
Dakin T.W.: „High Voltage Insulation Applications”, IEEE Trans.
Electr. Insul. E1-13, 4, (1978), 318-326.
Tan Q, Irwin P., Cao Y.: „Advanced Dielectrics for Capacitors”,
IEEJ Trans Fundamentals and Materials, 126, 11, (2006) 11531159.
[11] Dimitry O.I.H., Sayed W.M., Mazroua A.M., Saad A.L.:
„Poly(vinyl chloride)/nanoclay nanocomposites - electrical and
mechanical properties”, Polimery, 54, 1, (2009), 8-14.
[12] Mencel K., Kelar K., Jurkowski B.: „Wpáyw naprĊĪeĔ Ğcinających na strukturĊ i wáaĞciwoĞci nanokompozytów poliamid 6/
montmoryl”, Polimery, 54, 5, (2009), 361-369.
[13] Maryniak M., Guskos N., Typek J., Petridis D., Szymczak A.,
Guskos A., Goracy K., Rosáaniec Z., Kwiatkowska M.: „Thermal characterization of polymer composites with nanocrystalline maghemite”, Polimery, 54, (2009), 546-551.
[14] ĩenkiewicz M., Richert J.: „Effects of nano¿llers and sample dimensions on the mechanical properties of injection-molded polylactide
nanocomposites”, Polimery, 53, 7-8, (2008), 591-594.
[15] HUNTSMAN – Electrical Insulation Materials, Mechanical and
Physical Properties, November 2004.
i
Otrzymano 21 lipca 2011, zaakceptowano 5 wrzeĞnia 2011
MATERIA£Y CERAMICZNE /CERAMIC MATERIALS/, 63, 4, (2011)
719