Nové materiály pro dielektrické obvody elektrických zařízení

Abstract

Tato disertační práce se zabývá studiem dielektrických vlastností nových polyester-imidových pryskyřic, které byly připraveny a modifikovány pomocí nanometrických příměsí. V rámci této práce je zaměření na porovnání běžných epoxidových pryskyřic a jejich možné náhrady moderními polyester-imidovými pryskyřicemi, které vykazují lepší nebo srovnatelné vlastnosti s konvenčními epoxidy. Zároveň jsou levnější na výrobu, vykazují lepší vlastnosti a jsou výhodné z hlediska technologického zpracování. Příkladem je nízká viskozita za pokojových teplot a krátká doba vytvrzování. Vybrané pryskyřice byly modifikovány nanometrickým oxidem křemičitým ve tvaru kulovitých nanočástic. Pro tyto pryskyřice byla vyvinuta vhodná technologie včlenění nanočástic tak, aby se dosáhlo optimální doby míchání pro pozitivní vliv na vlastností směsi. Vybraná kombinace technologie míchání s množstvím nanočástic je poté modifikována pomocí vybraného nanovlákenného plniva pro zvýšení elektrické pevnosti. Dále je vytvořena kombinace nanočástic, nanovlákenného a fóliového plniva, která je finálním kompozitním materiálem. Tato kombinace vykazuje vynikající dielektrické vlastnosti a po tvorbě vhodné technologie nanášení na tyčový vodič, jej lze využít pro izolace typu resin-rich v elektrickém točivém stroji. V této práci je nejdříve představena problematika elektroizolačních materiálů, jejich druhy, složení a využití. Dále jsou rozebrány důležité vlastnosti dielektrických materiálů. Následně je představena problematika nanometrických materiálů, které slouží pro modifikaci konvenčních materiálů. Je zde představen koncept fyzikální interakce nanometrického plniva s matricí a vliv na parametry konečného materiálu. Následně je představena samotná série výzkumných činností, která si kladla za primární cíl vyvinout a následně zhodnotit možné použití nanokompozitního materiálu složeného z moderní polyester-imidové pryskyřice, nanočástic oxidu křemičitého, polymerní nanovlákenné netkané textilie a polymerní fólie. Tohoto cíle bylo dosaženo nejdříve výběrem vhodné pryskyřice, jeho modifikace pomocí nanočástic a následnému zkombinování všech složek do nového nanokompozitního materiálu.