高分子絕緣材料表面改性后的憎水恢復性機理研究.pdf

1、近年來，高分子絕緣材料以其獨特的憎水性和憎水恢復性在電力行業(yè)中得到了廣泛的應用。然而在諸如紫外、電暈放電、等離子體等自然或人為因素的作用下，高分子絕緣材料的表面層會逐漸發(fā)生老化，最終導致材料完全失去憎水恢復性。盡管關于高分子絕緣材料的老化研究已見于諸多報導，但由于老化手段及研究方法各異，得出的結論也不盡相同，特別是大多數(shù)研究只關注于高分子絕緣材料最終失效的結構，對于其早期老化階段中的表面憎水性研究報導的結果尚無公認的機理進行解釋。因此，

2、本文主要利用低溫離子體模擬自然環(huán)境中的電老化過程。利用等離子體技術處理高分子絕緣材料中的硅橡膠、高密度聚乙烯（HDPE）、乙烯-醋酸乙烯酯（EVA），并使用接觸角測量、顯微紅外、掃描電鏡以及正電子分析等手段研究電老化對材料表面的影響。
　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴不同氣氛的等離子體處理硅橡膠樣品后，樣品表面的憎水性得到很大程度的改變。通過改變等離子體工作氣體的種類、處理功率、處理時間、工作壓強等參數(shù)，研究表面處理后樣品表面的憎水性。

3、通過顯微紅外和掃描電鏡對樣品進行分析，發(fā)現(xiàn)樣品內(nèi)部的官能團沒有明顯的變化，但是表面形貌由于受到不同等離子體氣氛的處理，會有所不同。通過比較不同工作氣體的憎水恢復性結果，可以發(fā)現(xiàn)氬氣等離子體處理后，硅橡膠的憎水恢復性最強；而氧氣和氮氣等離子體處理后，硅橡膠的憎水恢復性較弱。⑵利用射頻等離子體對 HDPE進行處理，檢測其表面親水性以及化學基團在材料中的深度分布，研究等離子體處理過程對這兩者的影響。實驗發(fā)現(xiàn)，處理后 HDPE表面接觸角隨時間變

4、化的數(shù)據(jù)可以被一個兩參數(shù)衰變模型很好的擬合，表明材料表面的憎水恢復性可能是由兩種不同親水基團的擴散導致的。正電子束的結果表明，HDPE僅僅有從表面起到700nm深度范圍內(nèi)的區(qū)域被等離子體所影響。⑶等離子體處理EVA表面后，能明顯改善材料表面的親水性。隨著等離子體作用時間的增加，EVA表面的接觸角減小，但是當處理時間達到足夠長時，接觸角達到飽和。繼續(xù)增加作用的時間，接觸角不會繼續(xù)減小。等離子體處理EVA表面后，它的表面接觸角會隨著存放時間