硅橡膠復(fù)合材料的電絕緣性能、耐電老化性能優(yōu)異,廣泛應(yīng)用于復(fù)合絕緣子、防污閃涂料和電纜應(yīng)力錐等高電壓絕緣領(lǐng)域。但隨著國家“三縱三橫一環(huán)”特高壓能源安全輸電戰(zhàn)略的實施,大容量、長距離輸電線路的安全問題再次突顯。其中,硅橡膠絕緣防護(hù)性能提升的要求日益迫切。利用納米材料提高聚合物基復(fù)合材料性能的研究由來已久。研究表明,傳統(tǒng)微米顆粒添加量大、功能單一,而少量納米顆粒便可以顯著提高電介質(zhì)的電氣性能,如降低復(fù)合材料的介電常數(shù)、提高體積電阻率、提高擊穿強(qiáng)度。但納米顆粒的均勻分散和有機(jī)/無機(jī)界面,始終是影響硅橡膠性能提升的難點(diǎn)。本論文針對上述問題,使用兩種方法進(jìn)行改進(jìn):首先,對納米顆粒進(jìn)行表面改性設(shè)計,以提高其分散性;使用亞微米或者微米級的納米結(jié)構(gòu)顆粒,結(jié)合大尺寸顆粒容易分散的特點(diǎn),并保留納米顆粒的優(yōu)點(diǎn)。探索了顆粒的納米尺度、納米形貌和多級結(jié)構(gòu)對硅橡膠電氣性能的影響,主要研究內(nèi)容和結(jié)果如下:（1）納米氧化鎂對硅橡膠電氣性能的影響通過溶膠-凝膠法及高溫煅燒過程（800℃和1000℃）,制備了兩種表面活性的納米氧化鎂（分別標(biāo)記為Mg0800和MgO1000）,并用十二烷基三乙氧基硅烷（標(biāo)記為C12）對其進(jìn)行改...

【文章頁數(shù)】：147 頁

【學(xué)位級別】：博士

【部分圖文】：

圖１．２硅橡膠的表面疏水性??Ｆｉ．?１．２?Ｈｄｒｏｈｏｂｉｃ?ｓｕｒｆａｃｅ?ｂｅｈａｖｉｏｒ?ｏｆ?ｓｉｌｉｃｅ?ｒｕｒ??

１．２．２硅橡膠的性質(zhì)??硅橡膠分子鏈主鏈骨架為Ｓｉ－０－Ｓｉ鍵，以端羥基聚二甲基硅氧烷為例，其結(jié)??構(gòu)如圖１．１所示。Ｓｉ－０的鍵能高達(dá)１０１４．２?ｋＪ／ｍｏｌ，因此硅氧烷的熱穩(wěn)定性很好；??Ｓｉ－Ｃ鍵的熱穩(wěn)定性也較高，苯基取代可提高其耐熱性，如Ｐｈ４?Ｓｉ在４２５?°Ｃ下可....

圖１．４復(fù)合絕緣子的傘裙撕裂破壞—??Ｆｉ．１．４?Ｓｈｅｄｒａｃｔｕｒｅ?ｏｆ?ｃｏｍｏｓｉｔｅ?ｉｎｓｕｌａｔｏｒｓ１２３１??

大霧等高濕度天氣，濕氣會進(jìn)入護(hù)套與芯棒表面，使暴露處產(chǎn)生電弧放電，繼而??造成芯棒脆斷的惡性事故［２２］。另外，還有大風(fēng)引起的傘裙撕裂問題。烏吐線７５０??ｋＶ使用的復(fù)合絕緣子，運(yùn)行２－３年后，一些復(fù)合絕緣子出現(xiàn)如圖１．４所示的傘裙??撕裂、變形的現(xiàn)象［２３］。傘裙撕裂破壞使得絕....

圖１．１１電介質(zhì)極化示意圖：（ａ）電子位移極化，（ｂ）離子位移極化，（ｃ）偶極子轉(zhuǎn)向極??化和（ｄ）界面極化??Ｆｉｇ．?１．１１?Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ?ｄｉａｇｒａｍｓ?ｏｆ?ｐｏｌａｒｉｚａｔｉｏｎ?ｉｎ?ｄｉｅｌｅｃｔｒｉｃｓ：?（ａ）?ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ?ｐｏｌａｒｉｚａｉｔｏｎ，?（ｂ）??ｉｏｎｉｃ?ｐｏｌａｒｉｚａｔｉｏｎ，?（ｃ）?ｄｉｐｏｌａｒ?ｐｏｌａｒｉｚａｔｉｏｎ?ａｎｄ?（ｄ）?ｉｎｔｅｒｆａｃｉａｌ?ｐｏｌａｒｉｚａｔｉｏｎ??

Ｃ?［ＰＤＭＳ］?ｊ??圖１．８?ＰＤＭＳ分子鏈降解機(jī)理１１訓(xùn)??Ｆｉｇ．?１．８?ＰＤＭＳ?ｍｏｌｅｃｕｌａｒ?ｄｅｐｏｌｙｍｅｒｉｓａｔｉｏｎ?ｍｅｃｈａｎｉｓｍ?１１３０１??對于羥基封端的ＰＤＭＳ，端羥基會在較低的溫度下引發(fā)主鏈的降解反應(yīng)，生??成小分子環(huán)狀硅氧烷［３１］....

圖１．１２電介質(zhì)的介電常數(shù)隨頻率的變化關(guān)系??Ｆｉｇ．?１．１２?Ｄｉｅｌｅｃｔｒｉｃ?ｃｏｎｓｔａｎｔ?ｏｆ?ｄｉｅｌｅｃｔｒｉｃｓ?ａｓ?ａ?ｆｕｎｃｔｉｏｎ?ｏｆ?ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ??

子中以電導(dǎo)損耗為主，如聚乙烯、硅橡膠；在極性分子中以極化損耗為主，如環(huán)??氧樹脂。??圖１．１３為介電損耗（ｅ＂）和頻率的變化關(guān)系。在低頻區(qū)，或者恒定電場中，??各種松弛極化均有充足的時間建立，極化損耗很小；隨著頻率的增大，電介質(zhì)中??的界面極化開始慢慢跟不上電場的變化，極化損耗....

本文編號：4042925