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聚烯烃类复合绝缘材料的介电性能研究

王慧  
【摘要】:聚合物复合绝缘材料是将不同类型的聚合物材料通过熔融共混而形成两相复合体系,聚合物复合电介质的研究具有十分重要的工程意义。目前市场上广泛应用的交联聚乙烯(XLPE)属于热固性材料,不可回收利用,并且交联剂大多对人体有害。而聚合物复合物改性,是对这些通用塑料改善提高其综合性能经济、有效的途径。本文利用低密度聚乙烯(LDPE)与不同类型的聚合物熔融共混,以期望提高LDPE的介电性能和机械性能。不同密度的聚乙烯按各种混合比共混可得一系列介于中间性能的共混物,其密度、结晶度、软化点等均随共混比例而改变。 本文采用低密度聚乙烯(LDPE)作为基体材料,通过双螺杆转矩流变仪分别熔融共混线性低密度聚乙烯(LLDPE)、高密度聚乙烯(HDPE)、聚丙烯(PP)三种不同聚合物,以不同厂家不同型号和不同重量百分比制备聚合物复合物,以LDPE分别为90%、75%、50%、25%、10%的含量依次变化,与以上三种物质分别复合,其中HDPE和LLDPE分别选用不同牌号两种聚合物与LDPE熔融共混,共计五组不同配比聚合物复合物,通过击穿试验,测得其中英力士产的型号为LL3910AA的线性低密度聚乙烯(LDPE)与扬子石化产的型号为2220H的低密度聚乙烯(LDPE)在重量百分比配比为25/75时,击穿场强最为突出,聚乙烯可获得明显改善。 通过对LL3910AA(LLDPE)/2220H(LDPE)重量百分比配比为25/75聚合物复合物绝缘结构进行击穿场强、介电性能、介质损耗、电导电流等进行电性能测试,其中聚合物复合物绝缘材料的击穿场强较LDPE提高约17%,电导较LDPE有明显的降低;并利用X射线衍射(XRD)微观表征发现其聚合物复合物绝缘材料的结晶形貌有所改变。对其进行差示扫描量热仪(DSC)试验,测定其聚合物复合物结晶度提高约6%,对其进行了力学实验,测得其断裂伸长率和拉伸强度均较LDPE有所提高,其中断裂伸长率提高约200%。可以得出结论,聚合物复合物绝缘LDPE/LLDPE在含量百分比为25/75时,其介电性能及力学性能均有所改善。


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