納米MgO-聚丙烯復(fù)合絕緣材料的制備及其性能研究.pdf

1、高壓直流輸電是解決大容量輸電的重要途徑之一，而可靠性高、成本低、運(yùn)行維護(hù)方便的新型柔性直流輸電技術(shù)又是直流輸電的發(fā)展方向。目前聚合物絕緣電纜因結(jié)構(gòu)簡單、運(yùn)行穩(wěn)定、耐熱性和耐腐蝕性好等特點(diǎn)，已在交流輸電系統(tǒng)中被廣泛應(yīng)用；然而在直流輸電系統(tǒng)中的應(yīng)用還剛剛起步，特別在是中國。其中一個(gè)重要的原因是在直流高壓下聚合物絕緣材料內(nèi)部容易積聚空間電荷。而空間電荷的大量積聚會引起局部電場畸變，加速聚合物電樹枝化發(fā)展，從而導(dǎo)致介電擊穿，使材料絕緣失效，使用

2、壽命嚴(yán)重減少，因此解決聚合物絕緣材料內(nèi)空間電荷積聚的問題變得至關(guān)重要。
　　目前已經(jīng)工業(yè)化的塑料絕緣電纜料為交聯(lián)聚乙烯（XLPE），但是由于XLPE中難以避免會存在一些交聯(lián)副產(chǎn)物，會對介電性能尤其是直流電導(dǎo)特性帶來不良影響，此外XLPE為熱固性樹脂，不可二次加工，無法回收利用，不符合環(huán)境友好的原則。所以本文嘗試選擇聚丙烯（PP）作為基礎(chǔ)樹脂材料，聚丙烯為熱塑性樹脂，易加工、可回收循環(huán)使用，并且具有良好的電氣性能及更好的耐高溫性。同

3、時(shí)選擇添加納米MgO來抑制聚合物內(nèi)空間電荷積聚。
　　本文首先添加質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.5wt%、1wt%、2wt%、3wt%不同含量的納米MgO到PP中，綜合樣品直流擊穿強(qiáng)度等性能多因素，發(fā)現(xiàn)1wt%為納米MgO的最佳添加含量；接著選用了嵌段共聚、無規(guī)共聚、等規(guī)、均聚等六種不同型號的聚丙烯作為基體，用熔融法制備 MgO/POE/PP納米復(fù)合材料，即先制備較高納米顆粒含量的母料，然后采用逐級稀釋的方法制備較低納米顆粒含量的納米復(fù)合物，以確

4、保納米顆粒在樹脂中的分散性，納米MgO和POE的添加含量分別為1wt%和4wt%。最后對MgO/POE/PP復(fù)合物進(jìn)行力學(xué)性能、電學(xué)性能等表征，結(jié)果表明納米MgO可以有效降低聚丙烯中空間電荷密度；最后了選出了三元無規(guī)共聚和等規(guī)聚丙烯，以這兩種聚丙烯作為基體的納米復(fù)合材料的力學(xué)性能、低溫韌性、耐熱性及電學(xué)性能等都較好，有望取代XLPE成為新一代高壓直流電纜絕緣材料。
　　本文通過接枝硅烷偶聯(lián)劑的方法對納米MgO表面進(jìn)行改性處理，來調(diào)