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《第十四届中国橡胶基础研究研讨会会议摘要集》2018年
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通过增强硅橡胶与二氧化硅界面作用提高硅橡胶耐漏电起痕性能的研究

张亚军  赖学军  李红强  曾幸荣  
【摘要】:随着环境污染的加剧以及电网运行电压等级的不断提高,硅橡胶绝缘材料发生漏电起痕破坏的现象越加频繁,继而引发电力电气设备损坏、火灾或高压超高压输变电网大面积停电等重大安全事故,给社会的发展和人们的生产生活带来极大的威胁。如何高效提高硅橡胶的耐漏电起痕性能,并兼顾其力学性能是目前高压绝缘领域的研究难点和研究热点。本文通过亲核加成和酯交换反应合成了(3-氨基甲酸异丙酯基丙基)烯丙氧基硅烷(简称氨酯基硅烷,URS),用来增强加成型液体硅橡胶(ALSR)和二氧化硅(SiO_2)的界面作用,制备了兼具优异力学性能和耐漏电起痕性能的加成型液体硅橡胶。研究了URS对ALSR耐漏电起痕性能、力学性能和热稳定性能的影响,并探讨了其耐漏电起痕作用机理。结果表明,URS可以增强ALSR和SiO_2的界面作用,从而显著提高ALSR的耐漏电起痕和电蚀损性能,并且有效改善ALSR的力学性能和热稳定性。当添加2.5phr URS时,ALSR的耐漏电起痕性能可以达到1A4.5等级,并且其蚀损率从34.4‰下降至2.5‰。由SEM结果可知,耐漏电起痕试验后,ALSR残余物表面疏松多孔而ALSR/URS残余物表面结构完整和致密。URS对ALSR可能的耐漏电起痕作用机理为:URS增强了SiO_2与ALSR的界面作用,促使硅橡胶分子链紧密地束缚在SiO_2表面,因此在干带电弧所产生的热作用下,硅橡胶主链的环化降解反应得到有效的抑制~([1])。而URS的氨酯基又可以与铂协效~([2]),促进SiO_2表面受限的硅橡胶分子链发生自由基交联反应,从而快速形成致密坚硬的陶瓷层,保护基体不被电弧进一步侵蚀。此外,自由基反应机理的增强促进了CH_4气体的释放,降低了残余物中的碳含量,抑制了石墨化碳的产生,阻碍了电痕的产生和发展。
【作者单位】:华南理工大学材料科学与工程学院
【基金】:国家自然科学基金资助项目(No.51573052)
【分类号】:TM215;TQ333.93

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