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RTV纳米复合材料力学与老化性能研究

蔡登科  
【摘要】:随着工业生产的迅速发展,大气污染程度逐渐加剧,而电力系统的电压等级则日趋提高,这些因素使系统设备外绝缘的运行条件不断恶化,由此造成的输变电设备外绝缘污闪,对电力系统造成了严重危害与损失。近年来人们发现通过在瓷绝缘子表面涂刷普通RTV硅橡胶涂料,利用它的良好的憎水性和憎水迁移性,防止在绝缘子表面形成连续水膜,从而减小泄露电流,抑制污闪,大大提高了瓷绝缘子的耐污闪能力。RTV硅橡胶因此也得以被广泛应用,但根据现场使用情况,为了获得更好的使用寿命和更佳的使用效果,RTV硅橡胶的诸多性能仍需改善,尤其表现在力学性能和抗老化能力上。没有良好的力学性能与抗老化能力,RTV优异的电气特征也难以较好地发挥出来,因此对RTV硅橡胶的上述性质的改性就显得尤为必要了。 纳米科学与技术是随着科技发展而形成的新型应用技术。近年来将纳米材料作为分散相,分散于有机聚合物中制成纳米复合材料以提高高分子材料性能的研究也日益活跃,由于分散相是纳米材料,具有尺度效应,大的比表面积以及强的界面相互作用,并且依靠化学键以及吸附等组分间协同作用,从而具有了许多普通复合材料并不具备的新的优异性能。 本论文结合纳米二氧化硅、纳米层状硅酸盐结构特点,以及它们在其他有机高聚物中的成功应用,选取它们来对RTV硅橡胶进行纳米化改性。通过大量试验测试,并借助FT-IR、XRD、SEM、FT-Raman和TG-DTG等先进的测试手段,结合理论知识分别对纳米SiO_2和纳米层状硅酸盐在RTV硅橡胶中的分散性,以及所制得的各种RTV纳米复合材料的力学、热学、耐酸碱和抗电晕老化性能等进行了深入细致地研究与探讨。研究表明,所制得的RTV纳米复合材料较普通RTV硅橡胶,上述性能均有不同程度地改善与提高。同时考虑到RTV硅橡胶是电气绝缘材料,对所制得的各种RTV纳米复合电绝缘材料也进行了憎水性、憎水迁移性、耐漏电起痕、tanδ和ρ_v等基本电气性能指标测试。


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