不同交联方式对交联聚乙烯电缆结晶形态影响的研究

利用差视扫描量热分析方法研究了聚乙烯的过氧化物交联、硅烷交联、辐照交联方法对交联聚乙烯电缆绝缘的结晶形态的影响,发现聚乙烯交联的方法不一样,材料所经历的热历史差异很大,从而交联后聚乙烯的结晶形态差异也很大。交联聚乙烯的结晶过程和交联过程存在互相作用．因此在利用交联方法改性提高聚乙烯性能的同时,还要尽可能控制热过程,使材料聚集态结构处于合理的状态,才能使交联聚乙烯绝缘具有更优异的性能．     

耐热切通性优异的辐照交联高密度聚乙烯绝缘料的研究

高密度聚乙烯树脂具有优良的电气性能和物理机械性能,电子束辐照交联又可赋予它突出的耐热切通性,因此是电器高压薄绝缘引接线绝缘的理想树脂材料．但高密度聚乙烯辐照交联过程中,拉伸强度及断裂伸长率下降很快,常常不能满足电线产品的要求。本文先对高密度聚乙烯树脂进行共混改性,再进行辐照交联,制出适合于挤出工艺要求的电气性能、耐热切通性均很优异的辐照交联高密度聚乙烯绝缘料。     

抗静电剂HZ-1对低密度聚乙烯电缆料辐照交联及性能的影响

抗静电剂HZ-1添加于低密度聚乙烯(LDPE)辐照交联绝缘材料,在交联前能提高材料物理机械性能,对电性能有一定影响,特别是体积电阻和介质损耗角正切有明显的影响;在交联后能改善绝缘的机械性能,保持优异的电性能,有效地抑制辐照过程中的放电破坏,对辐照交联效果产生有益影响。     

化学交联方式对聚乙烯水树枝老化特性的影响

为研究化学交联对聚乙烯水树枝老化特性的影响,选用低密度聚乙烯（LDPE）、过氧化物交联聚乙烯、硅烷交联聚乙烯作为试验材料。采用水针电极法培养水树枝,用金相显微镜观测水树枝的形态,并统计了水树枝的尺寸和引发率;同时观测了试样的结晶形态,测定了试样的结晶度、交联度和杂质质量分数,并对比分析了交联前后及不同交联方式试样的电气...     

耐热切通性优异的辐照交联高密度聚乙烯绝缘料的研究

高密度聚乙烯树脂具有优良的电气性能和物理机械性能,电子束辐照交联又可赋予它突出的耐热切通性,因此是电器高压工上接线绝缘的理想树脂材料。但高密度聚乙烯照交联过程中,拉伸强度及断裂伸长率下降很快,常常不能满足电线产品的要求,本文先对高 聚忆烯树脂进行共混改性,再进行辐照交联,制出适合于挤出工艺要求的电气性能、耐热切通性均很优异的辐照交联高密度聚乙烯绝缘料。     

线性低密度聚乙烯光交联反应及其性能研究

采用紫外辐照技术制备了交联线性低密度聚乙烯(XL-LLDPE).研究了辐照时间对凝胶含量和平衡溶胀比的影响,并对不同辐照时间下的交联产品的拉伸强度和维卡软化温度进行了测定.结果表明,交联反应的速度很快,辐照30 s就能达到良好的交联效果;凝胶含量随辐照时间增加,而平衡溶胀比则呈现出降低趋势.交联结构的存在导致材料的拉伸...     

交联工艺对交联聚乙烯结晶形态的影响

交联聚乙烯(XLPE)结晶形态影响着电树老化性能和电压击穿性能。以不同交联温度和交联时间制成的XLPE薄片为试样,测试了相应试样结晶度变化的特点,观察了试样的结晶形态,分析了交联温度和交联时间对结晶过程的影响。结果表明,交联程度和交联剂过氧化二异丙苯分解产生的副产物对XLPE结晶形态构成影响,过度交联不利于XLPE晶粒的均匀分布和结晶形态的规整。     

双向拉伸聚丙烯薄膜shish-kebab结构的辐照劣化模型研究

高能射线辐照会导致电容器储能介质发生交联和降解等化学变化,进而影响到电容器的宏观电气性能和应用性能。该文以双向拉伸聚丙烯(biaxially oriented polypropylene,BOPP)薄膜典型的串晶结构(shish-kebab)为对象,研究了γ辐照积累剂量D对分子链结构和结晶特性的影响,建立了辐照劣化模型。研究结果表明,当D<10 kGy时,辐照交联和降解反应同时发生且程度相当,结晶度和大分子含量均无明显变化;当D≥10 kGy时,辐照降解反应占主导,shish晶逐渐被破坏,结晶度和大分子含量逐渐下降;当D=1 000 kGy时,shish-kebab结构几乎完全破坏,薄膜内主要为片晶和无定形结构。该模型描述了γ辐照下shish-kebab结构的劣化过程,为聚合物晶体结构的辐照老化机理研究提供参考。     

酚酞对交联聚乙烯的改性作用

本文通过对交联聚乙烯性能的研究所表明：酚酞对交联聚乙烯体系具有良好的改性作用。能缓和由于交联而引起的缺核现象，提高交联聚乙烯的５０５树枝起始电压，在相同条件下使交联聚乙烯的５０％树枝起始电压提高３２％，并能阻滞树枝的生长，同时使体系的电气强度也明显提高，而对体系的体积电阻率（ｐｖ）影响不大，并从结晶形态的角度对实验结果进行了分析。     

辐照弹性体护套软电缆交联聚乙烯影响因素及其性能研究

为了提高弹性体(TPU)护套软电缆产品在恶劣环境中的安全性和使用寿命,研究了挤出温度和辐照剂量对交联聚乙烯的性能和凝胶率的影响。结果表明:选用3#挤出工序挤出的交联聚乙烯的拉伸强度达到16.8 MPa,断裂伸长率为225%;对交联聚乙烯采用14 Mrad的辐照剂量,交联聚乙烯的拉伸强度、断裂伸长率、热延伸率和凝胶率分别达到16.8 MPa、225%、28%和75%,达到了产品的性能指标要求,同时提高了产品的耐磨性。     

热处理对聚乙烯材料中电树发展的影响

电树与半结晶材料的形态结构有着密切的关系。在本文中,首先通过两种不同的热处理方式：（1）自然冷却,（2）急冷对高密度聚乙烯和低密度聚乙烯薄膜进行处理,然后,在不同的实验条件下测量电树的发展速度和长度。通过试验,我们发现尽管高密度聚乙烯比低密度聚乙烯有更高的结晶度和更大的球晶尺寸,并在电树起始阶段表现出高阻性,但电树在前者中的发展比在后者中容易。据此,我们推测,材料的形态结构对于电树的发生和电树的发展有着不同的影响。     

茂金属聚乙烯改善低密度聚乙烯的介电性能

针对高压、超高压直流塑料电缆中存在的空间电荷效应,大多数直流电力电缆常采用改性方法提高其介电性能,如空间电荷特性、体积电阻率和击穿强度等。常用的改性方法主要有添加剂、共混、接枝和二元共聚4种。共混技术较广泛用以改性聚乙烯电缆,提高其介电性能。因此用电声脉冲法(PEA)测量了MPE与LDPE共混试样中的空间电荷分布;用高阻计测量了共混物的体积电阻率,用阶梯电压测量了共混物的交流击穿场强。试验结果表明,1%MPE与LDPE共混能有效降低空间电荷效应,提高交流击穿场强7.9%,略降低体积电阻率。最后讨论了共混物的物质结构、电荷陷阱及介电性能间的关系。     

聚乙烯表面形貌对其空间电荷特性的影响

随着空间电荷测量技术在最近三十年的巨大进步,固体电介质空间电荷研究成为研究热点.聚乙烯的热压冷却条件会显著影响聚乙烯的形态结构.而聚乙烯在热压过程中,其表面会由于不同的基底材料而形成不同的附生结晶层,从而具有不同的表面形貌.此附生层的形态对空间电荷特性有很大的影响.通过研究聚乙烯不同表面形貌的形成过程及其显微特征,并结合微观形态对不同表面形貌的聚乙烯进行了空间电荷测量分析,发现不同表面形貌的聚乙烯试样具有不同的空间电荷积聚特性.     

稳恒磁场处理对聚乙烯/炭系填料复合材料电导特性的影响

在聚乙烯(PE)、低密度聚乙烯(LDPE)/炭黑、LDPE/石墨、LDPE/碳纳米管的热压成型过程中施加稳恒磁场,研究了磁场处理对聚乙烯/炭系填料复合材料电导特性的影响。研究结果表明:磁场处理能导致聚乙烯的结晶度提高,聚乙烯和LDPE/炭黑复合材料的体积电阻率增加;磁场在石墨片层内和碳纳米管中"诱导"形成感应磁矩,使得石墨片层和碳纳米管分别沿垂直于磁场方向和平行于磁场方向在LDPE中取向,从而导致LDPE/石墨复合材料沿平行于磁场方向的电导率减小,而LDPE/碳纳米管复合材料沿平行于磁场方向的电导率增加。     

电声脉冲法测量聚合物绝缘表面陷阱能级分布

对紫外光老化不同时间的低密度聚乙烯(low-density polyethylene,LDPE)试样及3%含量的纳米氧化锌(ZnO)粒子与LDPE复合材料试样进行了交流击穿实验,结果表明纯LDPE试样的击穿强度随光老化时间的增加逐渐降低,3%含量的纳米ZnO粒子与LDPE复合材料的击穿强度光老化后基本保持不变。通过对老化前后试样的老化面分别进行电晕放电注入负电荷,并采用电声脉冲法测量短路状态下表面注入电荷随时间的衰减特性,通过公式推导计算得出试样老化面的陷阱能级分布。结果表明,纳米ZnO粒子不仅能提高聚乙烯的光稳定性,还通过成核和界面作用减少聚乙烯体内深陷阱密度,增加浅陷阱密度。     

温度对聚乙烯水树枝老化特性的影响

为研究温度对PE水树枝老化特性的影响,选用低密度聚乙烯(LDPE)、过氧化物(DCP)交联聚乙烯(XLPE)作为试验材料。在室温(20°C)、40°C、60°C、80°C 4个温度下,采用水针电极法培养水树枝,用金相显微镜观测水树枝形态,并统计水树枝尺寸和引发率。研究发现,在60°C以上,温度对PE水树枝老化特性影响显著;水树枝的引发率随温度的升高先减小后增大;水树枝的尺寸随温度的升高总体呈现增大的趋势;LDPE和XLPE的试验得到类似的结果,但XLPE的抗水树枝老化性能优于LDPE。同时研究发现,随温度的升高,材料的力学性能大幅下降。经分析认为,交联限制大晶块的形成,使材料的力学性能增强,是XLPE抗水树枝化性能优于LDPE的两个主要原因;高温下两种材料力学性能下降、微孔膨胀、水分和盐离子的加速扩散是高温下水树枝劣化加速的主要原因。     

真空中高功率微波下介质材料击穿破坏的实验研究

介质窗材料的击穿破坏限制了高功率微波(HPM)的产生和传输,严重阻碍了高功率微波技术的发展.为认识微波下介质材料的击穿破坏现象和机制,本文针对常见的几种介质窗材料(PTFE、PMMA、LDPE及HDPE)在真空中开展了微波击穿破坏实验.实验采用X波段微波源,其输出微波的频率为9.4GHz,功率为1GW,微波模式为TE11.研究了不同材料的微波击穿破坏特性,并针对PTFE介质材料考察了表面加工槽及打磨处理对其微波击穿的影响.对微波破坏后样品进行形貌分析,发现破坏通道与微波电场有着密切的关系,材料的表面加工处理对击穿破坏有显著的影响.通过对不同破坏程度样品的研究,提出了介质材料在微波作用下的破坏发展过程,即破坏初期为材料表面的点状破坏,随着破坏程度的加深,形成贯通的树枝状破坏通道,且破坏通道从材料的表面向内部延伸,最终导致材料的失效.     

改性纳米Fe3O4与低密度聚乙烯组成复合介质的介电谱分析

纳米Fe3O4是典型的顺磁性材料,将其与低密度聚乙烯(low density polyethylene,LDPE)复合,会给LDPE基体的磁、电等性能带来影响。为研究纳米Fe3O4加入对LDPE介电性能的影响,采用共沉淀法制备纳米级Fe3O4,并用不同方法对其进行改性,制备了不同条件的纳米Fe3O4粒子。将此纳米Fe3O4按质量分数0.25%～1%分别以熔融共混法与LDPE复合制得Fe3O4与LDPE的复合材料。以宽频介电谱仪进行了该Fe3O4与LDPE复合材料介电谱的研究,试验结果表明:纳米Fe3O4的加入及磁化对LDPE的介电常数和介电损耗均有影响,且其大小与掺杂方法及纳米Fe3O4质量分数有关。     

Effects of manufacturing technology on electrical breakdown and morphology of thin films of low density polyethylene blended with polypropylene copolymer

Extruded films prepared from blends of low-density polyethylene (LDPE) and random copolymer of ethylene and propylene (EP) with the T-die method were studied with respect to electrical properties and morphology. Comparisons with data on blown films are made. These blends are of interest as improved LDPE for making XLPE for insulated power cable. In the high temperature region (90/spl deg/C), a specimen with a slightly higher EP content had higher impulse breakdown strength than that with a lower EP content, but no improvement of DC breakdown strength by blending could be found. The improvement of impulse breakdown strength (90/spl deg/C) is explained in terms of morphological changes by blending such as the orientation of chains in a film and the size of spherulites on the assumption of the thermal breakdown. In comparison, a T-die film had higher impulse breakdown strength than that of a blown film for the same composition. The impulse breakdown strength also increased with the use of the higher density LDPE. In the current versus electric field characteristics at 30/spl deg/C, the blend polymer with EP content of 5-10% showed a transition from LDPE behavior at low field region to EP behavior at high field region. However, no appreciable difference in current behavior among the specimens was observed at 90/spl deg/C, which suggests an incompatibility between the two materials that exists at 30/spl deg/C but not at 90/spl deg/C.     

纳米SiOx／LDPE复合材料电导机理的研究

以双溶液共混的方法制备了不同浓度的纳米SiOx／LDPE聚合物复合材料，并利用x射线衍射（XRD）对复合材料的结晶形态进行了测量。测量结果表明，纳米SiOx粒子的添加，使低密度聚乙烯（LDPE）的晶粒尺寸变小、结晶度变大。利用微电流计对不同浓度的纳米SiOx／LDPE聚合物复合材料在293-353K的温度范围内进行电导测量。结合计算机曲线拟舍技术，对空间电荷限制电流、肖特基效应、普尔．弗兰凯尔效应、离子跳跃电导模型进行了研究。研究表明，纯LDPE的电导模型以空间电荷限制电流为主，纳米SiOx／LDPE复合材料的电导以离子跳跃电导为主，并且其跳跃距离随温度的增加而增加。