DOI:10.1007/s10854-020-03888-5

PI纤维绝缘纸具有出色的绝缘性和耐热性，可以代替传统的绝缘纸以提供一种新型的高性能材料。本文采用两步法合成了PI，即首先合成聚酰胺酸，然后进行静电纺丝和热酰亚胺化制备PI多孔纤维膜。试验结果表明，PI多孔膜的击穿场强为50 kV/mm。进一步的研究表明，绝缘结构具有连续多次击穿的特性。当纤维膜在同一点重复击穿至25次时，纤维膜的每个击穿强度均在40到55 kV/mm之间变化，平均击穿强度为53 kV/mm。通过原位聚合将纳米Al2O3引入纤维膜中。掺杂2wt％纳米Al2O3后，复合纤维膜的击穿强度可以达到74.89 kV/mm，高于纯薄膜的击穿强度。同时，这种纤维纸还具有可重复的击穿特性，减小了多次击穿的击穿电压分布宽度。该特性为由纤维纸构成的绝缘结构提供了直流过电压的免维护特性，并且可以提高变压器在雷击等直流过电压下的使用寿命。

图1.a纯PI和Al2O3/PI纤维膜的红外光谱。b纯PI纤维膜的SEM图像。

图2.纯PI纤维膜在不同点连续击穿的击穿场强图。

图3.连续5、10、15和20次击穿时纯PI纤维膜在不同点的击穿强度。

图4.含不同Al2O3量的复合纤维膜的SEM图像：a-f分别对应于1wt％、2wt％、3wt％、4wt％、5wt％和0wt％。

图5.含不同Al2O3量的复合纤维薄膜多次击穿的击穿场强Weibull分布。

图6.a含不同Al2O3添加的复合纤维膜的介电常数；b含不同Al2O3添加的复合纤维膜的介电损耗。

图7.含不同Al2O3添加的复合纤维膜的热失重曲线。