聚酰亞胺(polyimide，PI)，因其具有高的熱穩(wěn)定性、良好的機(jī)械特性以及優(yōu)越的電氣性能而被廣泛的應(yīng)用于航空、航天、微電子、高鐵等領(lǐng)域。但是聚酰亞胺薄膜在高頻脈沖電壓下，其壽命大大縮短，主要是由于電機(jī)繞組端部過(guò)電壓及其造成的強(qiáng)烈局部放電（partial discharge，PD）將加劇電機(jī)絕緣的損傷速率，致使絕緣擊穿。而往聚合物中摻雜納米粒子可以改善絕緣介質(zhì)的電氣性能，獲得高熱導(dǎo)率、耐電暈等性能，而使得聚酰亞胺納米復(fù)合薄膜的應(yīng)用更加廣泛。
由于聚酰亞胺分子是極性高分子材料，其主鏈上具有大量的極性基團(tuán)，在潮濕環(huán)境中極易吸收水分，這些基團(tuán)會(huì)水解并使分子鏈發(fā)生開(kāi)環(huán)反應(yīng)，從而影響聚酰亞胺薄膜的絕緣性能。研究了水分對(duì)聚酰亞胺薄膜局部放電特性的影響[，結(jié)果表明少量的水分子在薄膜表面形成一層水膜，有助于其表面耐局放性能；D. Denton 等人研究發(fā)現(xiàn)聚酰亞胺薄膜吸潮后其介電強(qiáng)度會(huì)下降；也有文獻(xiàn)表明吸水后聚酰亞胺薄膜的表面電荷消散更快，并且吸水后試樣會(huì)出現(xiàn)一個(gè)新的淺陷阱峰。
然而大量的文獻(xiàn)都是研究水分對(duì)聚酰亞胺薄膜絕緣性能影響的宏觀現(xiàn)象，卻鮮有研究水分子和聚酰亞胺分子鏈的相互作用關(guān)系以及納米粒子的引入對(duì)聚酰亞胺薄膜受潮后絕緣性能有哪些影響，因此需要從化學(xué)結(jié)構(gòu)等微觀的角度更深入的研究水分對(duì)聚酰亞胺納米薄膜絕緣性能影響的機(jī)理。
隨著吸水率的增加，薄膜的介電損耗也隨之增加，純膜和納米膜的耐電暈時(shí)間都出現(xiàn)先增大后減小的現(xiàn)象，擊穿場(chǎng)強(qiáng)則出現(xiàn)逐漸下降的趨勢(shì)。通過(guò)FTIR 圖譜分析，聚酰亞胺薄膜在水分存在的情況下酰亞胺環(huán)分子鏈發(fā)生開(kāi)環(huán)反應(yīng)，生成許多小分子鏈和一些帶離子基團(tuán)的化合物，一方面增加了載流子的數(shù)量，加快電荷消散，抑制了局部電荷的積累；另一方面，水分吸收過(guò)多會(huì)令介質(zhì)損耗增加，介電性能降低，使得薄膜絕緣性能下降。納米膜由于納米粒子的引入，水分子可在納米膜的周圍形成“水殼”，增多了電荷的傳輸通道，令其耐電暈時(shí)間先增大后減小的趨勢(shì)更為明顯，同時(shí)水分子和PI 分子鏈發(fā)生水解反應(yīng)，使得納米粒子與PI 分子鏈之間的化學(xué)鍵斷裂，降低了聚合物基體的穩(wěn)定性，因此納米膜的擊穿場(chǎng)強(qiáng)下降得更加嚴(yán)重。