接枝改性聚丙烯电容膜料在下游企业开展试用。

北化院科研人员进行接枝改性试验前的装置检查工作。

    研发背景：

    随着先进电子技术和电力系统的发展，风电、新能源汽车、军工、航空等领域对薄膜电容器的耐温性能提出了更高的要求。聚丙烯电介质是薄膜电容器的关键材料，然而聚丙烯在高温、高电场下电导损耗大、发热严重，长期使用温度仅为85摄氏度，难以满足未来发展需求。通过接枝改性提升聚丙烯薄膜的高温介电性能，将成为提高聚丙烯附加值的新赛道。

    研发过程：

    2019年，北化院跨部门、跨专业组建联合攻关团队，与清华大学合作开展接枝改性聚丙烯在电工领域的应用研究。这是北化院首个新领域培育项目，也是北化院科改行动的重要落子。

    攻关团队深入开展基础理论研究，在探索接枝改性影响聚丙烯电气性能的机理时，发现了接枝改性可提升聚丙烯绝缘性能的关键作用机制，创新性地将接枝改性技术拓展至薄膜电容器介质材料领域，提出通过接枝改性提高聚丙烯薄膜高温介电储能性能这一新的研究方向。

    介电薄膜需要同时兼顾力学性能、电学性能、加工性能及成本等要素，技术开发面临重重考验。面对艰巨的研发任务，攻关团队充分发挥大兵团协同作战优势，聚丙烯研究所提升特种催化剂性能，协调优质聚丙烯原料供应；新产品开发所从耐高温电容膜的机械性能、电气性能和加工性能出发，不断调整配方，优化接枝工艺，克服模试装置产能低、洁净度差的困难，全力开展放大生产；材料科学研究所从耐高温聚丙烯薄膜的物理机理出发，深入开展结构性能研究；塑料加工研究所根据材料结构特点开展多批次试验，不断优化薄膜制备工艺。

    仅用3年时间，攻关团队便完成了方案设计、小试验证、国际专利布局及放大制备，开发的接枝改性聚丙烯介质材料的高温介电储能性能得到显著提升，适用于高温、高电场工况。此外，该技术方案产品适用于现有BOPP电容膜生产工艺，目前已在下游电容膜企业进行批量试应用，实现了7000米以上薄膜连续生产和电容器制造，用其制成的电容器器件已经通过了105摄氏度500小时和115摄氏度1000小时的耐久性测试，介电储能性能优异。该技术目前已获得国家自然科学基金委员会“极端条件电磁能装备科学基础”重大研究计划项目支持。

    未来应用领域：

    基于接枝改性聚丙烯介质材料制备的耐高温薄膜电容器可应用于风电和光伏发电、混合动力汽车、航空航天，以及高端武器等领域。