聚丙烯接枝4--丙氧烯基--2--羥基二苯甲酮及其性能.pdf

1、高壓直流電纜輸電具有電能損耗小、穩(wěn)定性好、可靠性高和造價(jià)低等優(yōu)點(diǎn)，成為當(dāng)今研究的熱點(diǎn)之一。聚丙烯(PP)具有優(yōu)良的介電性能、耐熱性能以及機(jī)械性能等，成為熱塑性高壓直流電纜材料的首選。但是，PP作為高壓直流輸電纜材料存在空間電荷的積聚，易引起電場的畸變，甚至產(chǎn)生局部擊穿等問題，限制其應(yīng)用。基于此，本文在PP分子上接枝帶有共軛結(jié)構(gòu)的空間電荷抑制劑4-丙氧烯基-2-羥基二苯甲酮(AHB)分子，研究PP接枝AHB(PP-g-AHB)的空間電荷及

2、介電性能、耐熱性能和機(jī)械性能等。為熱塑性高壓PP直流電纜的研制打下良好的基礎(chǔ)。
　　本文采用熔融接枝的方法制備PP-g-AHB，利用正交設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方法和紅外光譜表征對(duì)其進(jìn)行研究。結(jié)果表明:PP-g-AHB的最佳工藝參數(shù)為混煉溫度200℃，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速50r/min，混煉時(shí)間9min，物料的重量比為PP∶AHB∶DCP=50∶0.8∶0.05時(shí)，接枝率最大為0.94％;紅外光譜分析，在1723.15cm-1處有碳氧雙鍵的伸縮振動(dòng)峰，可以證

3、明AHB成功接在PP上。
　　通過空間電荷、電樹枝、擊穿、體積電阻率、介電常數(shù)以及介電損耗的測(cè)試分析，研究AHB的接枝率對(duì)PP-g-AHB電性能的影響。結(jié)果表明:AHB接枝后產(chǎn)物的空間電荷量明顯降低，以接枝后材料的最大空間電荷2.21C/m3計(jì)算，比純PP的降低74.45％;接枝產(chǎn)物對(duì)電樹枝的產(chǎn)生也有抑制作用，隨接枝率的增加，產(chǎn)生電樹的起始引發(fā)電壓先升高后下降，產(chǎn)生電樹枝的引發(fā)概率先降低后升高，當(dāng)接枝率為0.73％時(shí)，PP-g-A

4、HB的產(chǎn)生電樹的起始引發(fā)電壓和引發(fā)概率分別為8.0kV和45％，比純PP的6.5kV和65％分別提高23.1％和降低30.8％;接枝后的產(chǎn)物改善了擊穿場強(qiáng)隨溫度升高而降低的敏感性，當(dāng)接枝率為0.73％時(shí)，材料的擊穿場強(qiáng)隨溫度升高下降了37.7％，而純PP的擊穿場強(qiáng)下降幅度高達(dá)57.5％;AHB接枝產(chǎn)物對(duì)體積電阻率有顯著的提高，當(dāng)接枝率為0.73％時(shí)，體系的體積電阻率為1.69×1015Ω-m，比純的PP提高了2.1倍;隨AHB接枝率的增

5、加，介電常數(shù)先增加后降低，當(dāng)接枝率為0.73％時(shí)，介電常數(shù)最大為2.19，比純的PP提高了1.1倍，介電損耗角正切則變化不大。
　　通過力學(xué)性能和動(dòng)態(tài)力學(xué)測(cè)試分析，研究AHB的接枝率對(duì)PP-g-AHB機(jī)械性能的影響。結(jié)果表明:隨AHB接枝率的增加，PP-g-AHB的彈性模量逐漸下降，拉伸強(qiáng)度和斷裂伸長率先增加后降低，當(dāng)AHB的接枝率為0.73％時(shí)，拉伸強(qiáng)度和斷裂伸長率達(dá)到最大，分別為29.64MPa和17.13％，比純的PP提高了