聚乙烯-蒙脫土納米復(fù)合物樹枝化性能與機(jī)理研究.pdf

1、聚乙烯(PE)是一種在電氣絕緣領(lǐng)域應(yīng)用極為廣泛的塑料，具有良好的電絕緣性能，但長(zhǎng)期在高電場(chǎng)作用下容易產(chǎn)生電樹枝導(dǎo)致絕緣老化。納米復(fù)合材料由于納米粒子獨(dú)特的量子尺寸效應(yīng)、小尺寸效應(yīng)、表面效應(yīng)而具有特殊的性能。目前聚合物/層狀硅酸鹽(PLS)納米復(fù)合材料由于眾多優(yōu)點(diǎn)而成為研究的熱點(diǎn)，具有2:1型片層結(jié)構(gòu)的蒙脫土是最常用的層狀硅酸鹽之一。對(duì)PE進(jìn)行納米改性有很好的科學(xué)研究?jī)r(jià)值及工程意義。 本文采用熔融插層法制備了聚乙烯/蒙脫土(PE/

2、MMT)納米復(fù)合材料。通過掃描電鏡(SEM)對(duì)PE/MMT納米復(fù)合材料進(jìn)行了顯微結(jié)構(gòu)表征，結(jié)果表明，所制備的復(fù)合材料為納米復(fù)合材料。文中利用數(shù)字?jǐn)z像系統(tǒng)和局部放電檢測(cè)系統(tǒng)聯(lián)合測(cè)量裝置對(duì)比研究了PE和PE/MMT納米復(fù)合材料的樹枝化性能及其電樹枝生長(zhǎng)過程中局部放電信號(hào)的變化情況。試驗(yàn)結(jié)果表明，與PE相比，熔融插層法制得的PE/MMT納米復(fù)合材料引發(fā)的電樹枝分散性較小；電樹枝形狀主要為稠密枝狀或叢枝狀；無(wú)論在交流還是預(yù)直流引發(fā)下，電壓施加1

3、20min時(shí)的樹枝長(zhǎng)度均比同條件下PE試樣的樹枝長(zhǎng)度短；電樹生長(zhǎng)過程中PE/MMT試樣引發(fā)電樹的分形維數(shù)比同條件PE試樣大，局部放電量小，放電稀疏。這些結(jié)果均表明了PE/MMT納米復(fù)合材料有效的抑制了電樹的生長(zhǎng)。另外，從極性的角度說，正極性預(yù)直流可以抑制電樹的生長(zhǎng)，負(fù)極性預(yù)直流則促進(jìn)電樹的生長(zhǎng)。為了進(jìn)一步研究PE/MMT納米復(fù)合材料的耐樹枝化機(jī)理，對(duì)PE和PE/MMT、納米復(fù)合材料進(jìn)行了熱激電流(TSC)譜測(cè)量。其TSC譜圖顯示：PE/