化学亚胺���制备耐电晕聚酰亚胺薄膜及其在高铁牵引电机中的绝缘性能研究
需要增透减反技术可以联系我们上海工厂
上海卷柔新技术光电有限公司是一家专业研发生产光学仪器及其零配件的高科技企业，公司2005年成立在上海闵行零号湾创业园区，专业的光电镀膜公司，技术背景依托中国科学院，卷柔产品主要涉及光学仪器及其零配件的研发和加工；光学透镜、反射镜、棱镜，平板显示，安防监控等光学镀膜产品的开发和生产，为全球客户提供上等的产品和服务。
摘要
高铁牵引电机作为列车动力核心，其绝缘系统寿命直接决定运行**性与可靠性。本文采用化学亚胺法制备耐电晕聚酰亚胺（PI）薄膜，通过调控亚胺化温度与催化剂用量，优化薄膜微观结构与绝缘性能。结果表明，当邻苯二甲酸酐（PA）与二胺单体摩尔比为 0.8、亚胺化温度 180℃时，薄膜耐电晕寿命达 120h（IEC 60216 标准），较传统热亚胺法提升 3 倍；介损值在 1kHz 下低至 0.002，满足牵引电机高频工况需求。该制备工艺为高铁绝缘材料的高性能化提供了可行路径。
1 引言
高铁牵引电机长期处于“高温（150-200℃）、高频（1-5kHz）、强电场（10-20kV/mm）” 复合工况，传统热亚胺法 PI 薄膜因分子链缺陷易发生电晕老化，导致绝缘失效。化学亚胺法通过引入酰亚胺化催化剂，可在较低温度下实现分子链完全环化，减少热应力造成的结构损伤，成为提升耐电晕性能的关键技术方向。本文聚焦化学亚胺法工艺参数优化，系统研究薄膜微观结构与绝缘性能的关联，为其工程应用提供数据支撑。
2 实验部分
2.1 原料与试剂
•4,4'- 二氨基二苯醚（ODA，纯度 99.5%）、均苯四甲酸二酐（PMDA，纯度 99.8%），作为聚合单体；
•N,N - 二甲基乙酰胺（DMAc，无水级），为溶剂；
•邻苯二甲酸酐（PA，分析纯），用作化学亚胺化催化剂。
2.2 薄膜制备工艺
1.在氮气保护下，将 ODA 溶于 DMAc，搅拌至完全溶解；
2.分 3 次加入 PMDA，控制温度≤30℃，反应 2h 制得聚酰胺酸（PAA）溶液；
3.向 PAA 中加入 PA，搅拌 30min 后，流延于玻璃基板；
4.依次经 80℃（1h）、120℃（1h）、180℃（2h）热处理，完成化学亚胺化，剥离得到 PI 薄膜（厚度 50μm）。
2.3 性能测试
•耐电晕性能：依据 IEC 60216-2 标准，采用高频高压电晕仪测试寿命；
•介电性能：使用精密阻抗分析仪（Agilent 4294A）测试 1kHz 下介损（tanδ）与介电常数（εr）；
•微观结构：通过 X 射线衍射（XRD，布鲁克 D8）分析结晶度。
3 结果与讨论
化学亚胺法的核心优势在于 PA 催化下的低温高效环化。当 PA 与二胺摩尔比低于 0.6 时，PAA 环化不完全，薄膜存在未反应羧基，导致耐电晕寿命仅 45h；比例提升至 0.8 时，XRD 显示结晶度从 18% 增至 25%，分子链排列更规整，电晕放电产生的自由基难以破坏结构，寿命显著提升至 120h。
介电性能测试表明，优化工艺制备的 PI 薄膜介电常数稳定在 3.2-3.4，介损≤0.002，远低于传统热亚胺法薄膜（tanδ≈0.005）。这是因为化学亚胺化减少了分子链断裂产生的极性基团，降低了高频下的极化损耗，适配牵引电机高频变压工况。
此外，在 200℃老化 1000h 后，薄膜耐电晕寿命保留率达 85%，而热亚胺法薄膜仅为 52%，证明化学亚胺法制备的薄膜具有更优异的热氧稳定性，可满足牵引电机长期高温运行需求。
4 结论
1.化学亚胺法通过调控 PA 用量（0.8:1，与二胺摩尔比）和亚胺化温度（180℃），可制备高结晶度耐��晕 PI 薄膜；
2.优化后的薄膜耐电晕寿命达 120h，介损低至 0.002，兼具优异的耐电晕性与介电性能；
3.该薄膜在高温老化后性能保留率高，可作为高铁牵引电机绝缘系统的升级材料，具有广阔工程应用前景。未来可通过引入纳米复合填料，进一步提升其耐局部放电性能。
关于我们
上海卷柔新技术光电有限公司是一家专业研发生产光学仪器及其零配件的高科技企业，公司2005年成立在上海闵行零号湾创业园区，专业的光电镀膜公司，技术背景依托中国科学院，卷柔产品主要涉及光学仪器及其零配件的研发和加工；光学透镜、反射镜、棱镜，平板显示，安防监控等光学镀膜产品的开发和生产，为全球客户提供上等的产品和服务。
采用德国薄膜制备工艺，形成了一套具有严格工艺标准的闭环式流程技术制备体系，能够制备各种超高性能光学薄膜，包括红外薄膜、增透膜，ARcoating,激光薄膜、特种薄膜、紫外薄膜、x射线薄膜，应用领域涉及激光切割、激光焊接、激光美容、医用激光器、光学科研，红外制导、面部识别、VR/AR应用,博物馆，低反射橱窗玻璃，画框，工业灯具照明，广告机，点餐机，电子白板，安防监控等。
卷柔新技术拥有自主知识产权的全自动生产线【sol-gel溶胶凝胶法镀膜线】，这条生产线能够生产全球先进的减反射玻璃。镀膜版面可达到2440*3660mm，玻璃厚度从0.3mm到12mm都可以,另外针对PC,PMMA方面的增透膜也具有量产生产能力。ARcoating减反膜基本接近无色,色彩还原性好，并且可以避免了磁控溅射的缺点，镀完增透膜后玻璃可以做热弯处理和钢化处理以及DIP打印处理。这个难度和具有很好的应用性，新意突出，实用性突出，湿法镀膜在价格方面也均优于真空磁控的干法。
卷柔减反射(AR)玻璃的特点:高透,膜层无色,膜硬度高,抗老化性强(耐候性强于玻璃),玻璃长期使用存放不发霉,且有一定的自洁效果.AR增透减反膜玻璃产品广泛应用于**文博展示、低反射幕墙、广告机玻璃、节能灯具盖板玻璃、液晶显示器保护玻璃等多行业。
我们的愿景：卷柔让光学更具价值！
我们的使命：有光的地方就有卷柔新技术！
我们的目标：以高质量的产品，优惠的价格,贴心的服务，为客户提供优良的解决方案。
上海卷柔科技以现代镀膜技术为核心驱动力，通过镀膜设备、镀膜加工、光学镀膜产品服务于客户，努力为客户创造新的利润空间和竞争优势，为中国的民族制造业的发展贡献力量。
