廢舊硅橡膠復合絕緣子膠粉改性及在三元乙丙橡膠中的應用.pdf

1、在中國電網(wǎng)飛速發(fā)展的今天，硅橡膠復合絕緣子因其優(yōu)異的絕緣性和抗污性，生產(chǎn)和消費量逐年遞增，但隨著使用年限的臨近，會出現(xiàn)大量絕緣子退役而堆積，不僅占用了空間，還可能造成環(huán)境污染，同時硅橡膠材料生產(chǎn)成本較高，因此合理利用廢舊硅橡膠復合絕緣子，具有重要的經(jīng)濟效益和生態(tài)效益。
　　本研究中將硅橡膠復合絕緣子物理粉碎后摻入到聚合物(EPDM)中制備復合材料，然而由于廢膠粉表面能低，直接摻填，與聚合物基材相容性差，因此首先對硅橡膠復合絕緣子膠

2、粉進行了改性處理。本論文所取得結(jié)果如下:
　　(1)利用ATR-FTIR、固體核磁硅譜、TGA、EDS、SEM和激光粒度儀對絕緣子膠粉的組成成分及形貌進行了分析，得到以下結(jié)論:廢舊膠粉中主要含有Al(OH)3、SiO2和硅橡膠，其中Al(OH)3的含量在45％左右;未改性的硅膠粉顯示出高度不規(guī)則的團聚結(jié)構(gòu)，其粒徑主要分布在60-230um之間，粒度儀測試結(jié)果表明膠粉的平均粒徑在131um左右。
　　(2)采用3種氧化方式對膠

3、粉進行氧化處理，隨后利用硅烷化反應在膠粉的表面偶聯(lián)接枝帶有功能性反應官能團的小分子KH570，并利用ATR-FTIR、固體核磁硅譜、TGA和SEM等手段分析評價其改性效果。實驗結(jié)果表明，3種氧化方法都可以氧化膠粉，但在氧化效果上，采用H+/H2O2氧化并偶聯(lián)接枝KH570的膠粉，產(chǎn)生了最強的C=O和C=C振動峰，氧化效果最好。
　　(3)將H+/HO2氧化并接枝KH570改性膠粉(WSP-H+/H2O2-KH570)加入到三元乙丙

4、橡膠(EPDM)中制備復合材料，結(jié)果表明EPDM/改性膠粉共混物(90/10)的硫化時間縮短，EPDM/改性膠粉共混物(90/10)的拉伸強度、斷裂伸長率和撕裂強度分別增加了15.6％，10.2％和3.0％。TGA分析表明，對比加入未改性膠粉的共混物，摻填改性膠粉的共混物在210-380℃分解階段具有更高的熱穩(wěn)定性。通過DMA分析可知，EPDM/改性膠粉共混物(90/10)只出現(xiàn)一個Tg，證明在這種配比條件下，EPDM和改性膠粉兩個組分

5、展現(xiàn)出良好的可混性。其微觀形貌顯示，改性膠粉在EPDM基體材料中的分散更好，共混物的表面也更為平整。
　　(4)為了避免改性過程酸性廢液的產(chǎn)生，采用六亞甲基四胺/FeCl2/FeCl3（混合改性劑）改性處理廢膠粉，并將其加入到EPDM中，研究了EPDM/改性膠粉復合體系的性能。研究結(jié)果表明，摻填改性膠粉的復合材料在拉伸強度、斷裂伸長率和撕裂強度上，分別提升了11.8％，2.7％和2.4％，這說明混合改性劑可以改性廢舊硅橡膠復合絕緣

6、子膠粉。通過DMA分析可知，EPDM/改性膠粉共混比為90/10時，共混材料只出現(xiàn)一個tanδ峰，這表明混合改性劑的加入能夠改善兩者的界面相容性。SEM結(jié)果同樣證明了摻填混合改性劑改性膠粉的共混物中膠粉分布更為均勻。
　　(5)兩種改性膠粉分別摻填EPDM制備的復合材料，EPDM/(WSP-H+/H2O2-KH570)共混物具有更優(yōu)異的機械性能和熱穩(wěn)定性，膠粉在聚合物基體中分散也更為均勻，但在處理工藝上，六亞甲基四胺/FeCl2/