基于二维WS2/聚酰亚胺复合薄膜的界面优化策略及其在电气绝缘材料中的性能突破

本研究针对聚酰亚胺(PI)在电气设备柔性绝缘应用中面临的力学性能与介电强度提升需求，通过创新性地引入二维二硫化钨(WS2)填料，采用原位聚合法构建了具有连续界面相的WS2/PI复合薄膜。研究发现WS2的层状结构有效促进应力传递、抑制电荷击穿通道并改善热稳定性，使断裂伸长率提升162.9%，击穿强度提高12.8%，为高压电气设备绝缘材料设计提供了重要理论依据。

　　

二维二硫化钨(tungsten disulfide, WS₂)与聚酰亚胺(polyimide, PI)的复合薄膜通过优化填料-聚合物界面，展现出显著增强的力学性能、电击穿强度和热稳定性。研究表明，WS₂凭借其层间低摩擦特性和在聚合物基质中形成的连续界面相，有效促进填料与基体间的应力传递。其高热导率特性可缓解局部过热现象，使聚酰亚胺薄膜的热分解温度得以提升。同时，均匀分散的片层结构引入高密度界面电荷陷阱，通过电荷限制效应有效抑制放电通道的发展。采用原位聚合法制备的WS₂/PI复合薄膜性能卓越，断裂伸长率大幅提升162.9%，击穿强度增强12.8%。该研究为高压电气应用领域先进柔性绝缘材料的设计与制备提供了关键科学见解。