Modyfikowane kompozyty polimerowe do zastosowań energetycznych

• Autorzy: Rapacz-Kmita A. , Dudek M. , Sekuła R. , Kmita G. , Moskała N. , Mandecka-Kamień L.

Warianty tytułu

EN

Modified polymeric composite materials for power applications

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W pracy zbadano dwa rodzaje materiałów kompozytowych pod kątem wykorzystania ich jako materiały izolacyjne dla zastosowań energetycznych. Kompozyty o składach: 40 % mas. żywicy epoksydowej i 60 % mas. SiO2 oraz 40 % mas. żywicy epoksydowej, 57 % mas. SiO2 i 3 % mas. bentonitu otrzymano metodą odlewania próżniowego. Na podstawie wykonanych obserwacji mikrostrukturalnych stwierdzono, że otrzymane tworzywa charakteryzują się jednorodną mikrostrukturą i nie posiadają wad w postaci porów i pęknięć. Pomiary gęstości pozornej oraz modułu Younga wykazały, że częściowe podstawienie wypełniacza krzemionkowego cząstkami bentonitu w tworzywie kompozytowym nie prowadzi do zmian gęstości pozornej oraz modułu Younga w stosunku do wyjściowego tworzywa. Niewielki dodatek bentonitu do tworzywa kompozytowego prowadzi jednak do podwyższenia wartości wytrzymałości mechanicznej oraz wpływa na poprawę stabilności termicznej tworzywa w zakresie temperatur 40-70°C poprzez obniżenie wartości współczynnika liniowej rozszerzalności cieplnej CTE. Zaobserwowano także poprawę właściwości izolacyjnych kompozytów z dodatkiem 3 % mas. bentonitu. Na podstawie wstępnych badań można stwierdzić, że opracowane kompozyty mogą być interesującymi tworzywami do produkcji izolacji elektrycznych dla urządzeń energetycznych.

EN

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 filers by bentonite powder in the composite material does not lead to the significant changes of densification and elastic properties in reference to the composite filled 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 coefficient. Improvement of insulating properties of the composite modified 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.

Słowa kluczowe

PL

kompozyty polimerowe; bentonit; izolacja elektryczna; właściwości mechaniczne

EN

polymer composite; bentonite; electrical insulation; mechanical properties

• Wydawca: Polskie Towarzystwo Ceramiczne
• Czasopismo: Materiały Ceramiczne
• Rocznik: 2011
• Tom: T. 63, nr 4
• Strony: 715--719
• Opis fizyczny: Bibliogr. 15 poz., rys., wykr.

Twórcy

autor

Rapacz-Kmita A.

autor

Dudek M.

autor

Sekuła R.

autor

Kmita G.

autor

Moskała N.

autor

Mandecka-Kamień L.

• Akademia Górniczo-Hutnicza, Wydział Inżynierii Materiałowej i Ceramiki, 30-059 Kraków, al. Mickiewicza 30,

Bibliografia

• [1] Dakin T.W.: „High Voltage Insulation Applications”, IEEE Trans. Electr. Insul. E1-13, 4, (1978), 318-326.
• [2] Tan Q, Irwin P., Cao Y.: „Advanced Dielectrics for Capacitors”, IEEJ Trans Fundamentals and Materials, 126, 11, (2006) 1153- 1159.
• [3] Masayuki N.: „Cryogenic Electrical Insulation and its Advantage”, IEEJ Trans on Fundamentals and Materials, 124, 9, (2004) 759-762.
• [4] Dale S.J., Wolf S.M., Schneider T.R.: Energy Applications on High-Temperature Superconductivity, vol.1&2, US Dept Energy and EPRI, (1990).
• [5] Berberich L.J., Dakin T.W.: „Guiding Principles in the Thermal Evaluation of Electrical. Insulation, Power Apparatus and Systems, Part III.”, Trans. American Inst. Electr. Engr., 75, 3, (1956), 752-761.
• [6] Fothergill J.C., Nelson J.K., Fu M.: Conference on Electrical Insulation and Dielectric Phenomena, (2004), 406-409.
• [7] Mojovic M., Dakovic M., Bankovic P., Mojovic Z.: „Paramagnetic pillared bentonites - The new digestive tract MRI contrast agents”, Applied Clay Science, 48, 1-2, (2010), 191-194.
• [8] Bledzki A.K., Ries A., Paßmann D.: „Functional graded self- reinforced polypropylene sheets”, Polimery, 56, 5, (2011), 369-374.
• [9] Oleksy M., Budzik G., Heneczkowski M., Markowski T.: „Kompozyty żywic poliuretanowych z dodatkiem Nanobentów®”, Polimery, 55, 3, (2010), 194-200.
• [10] Frąckowiak S., Kozłowski M.: „Polimerowe kompozyty elektroprzewodzące jako materiały o potencjale sensorycznym, Polimery”, 55, 5, (2010), 390-398.
• [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.: „Wpływ naprężeń ścinających na strukturę i właściwości 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., Rosłaniec Z., Kwiatkowska M.: „Thermal characterization of polymer composites with nanocrystalline maghemite”, Polimery, 54, (2009), 546-551.
• [14] Żenkiewicz M., Richert J.: „Effects of nanofi 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.