高分子絕緣材料表面改性后的憎水恢復(fù)性機(jī)理研究.pdf

1、近年來，高分子絕緣材料以其獨(dú)特的憎水性和憎水恢復(fù)性在電力行業(yè)中得到了廣泛的應(yīng)用。然而在諸如紫外、電暈放電、等離子體等自然或人為因素的作用下，高分子絕緣材料的表面層會逐漸發(fā)生老化，最終導(dǎo)致材料完全失去憎水恢復(fù)性。盡管關(guān)于高分子絕緣材料的老化研究已見于諸多報(bào)導(dǎo)，但由于老化手段及研究方法各異，得出的結(jié)論也不盡相同，特別是大多數(shù)研究只關(guān)注于高分子絕緣材料最終失效的結(jié)構(gòu)，對于其早期老化階段中的表面憎水性研究報(bào)導(dǎo)的結(jié)果尚無公認(rèn)的機(jī)理進(jìn)行解釋。因此，

2、本文主要利用低溫離子體模擬自然環(huán)境中的電老化過程。利用等離子體技術(shù)處理高分子絕緣材料中的硅橡膠、高密度聚乙烯（HDPE）、乙烯-醋酸乙烯酯（EVA），并使用接觸角測量、顯微紅外、掃描電鏡以及正電子分析等手段研究電老化對材料表面的影響。
　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴不同氣氛的等離子體處理硅橡膠樣品后，樣品表面的憎水性得到很大程度的改變。通過改變等離子體工作氣體的種類、處理功率、處理時(shí)間、工作壓強(qiáng)等參數(shù)，研究表面處理后樣品表面的憎水性。

3、通過顯微紅外和掃描電鏡對樣品進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)樣品內(nèi)部的官能團(tuán)沒有明顯的變化，但是表面形貌由于受到不同等離子體氣氛的處理，會有所不同。通過比較不同工作氣體的憎水恢復(fù)性結(jié)果，可以發(fā)現(xiàn)氬氣等離子體處理后，硅橡膠的憎水恢復(fù)性最強(qiáng)；而氧氣和氮?dú)獾入x子體處理后，硅橡膠的憎水恢復(fù)性較弱。⑵利用射頻等離子體對 HDPE進(jìn)行處理，檢測其表面親水性以及化學(xué)基團(tuán)在材料中的深度分布，研究等離子體處理過程對這兩者的影響。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，處理后 HDPE表面接觸角隨時(shí)間變

4、化的數(shù)據(jù)可以被一個(gè)兩參數(shù)衰變模型很好的擬合，表明材料表面的憎水恢復(fù)性可能是由兩種不同親水基團(tuán)的擴(kuò)散導(dǎo)致的。正電子束的結(jié)果表明，HDPE僅僅有從表面起到700nm深度范圍內(nèi)的區(qū)域被等離子體所影響。⑶等離子體處理EVA表面后，能明顯改善材料表面的親水性。隨著等離子體作用時(shí)間的增加，EVA表面的接觸角減小，但是當(dāng)處理時(shí)間達(dá)到足夠長時(shí)，接觸角達(dá)到飽和。繼續(xù)增加作用的時(shí)間，接觸角不會繼續(xù)減小。等離子體處理EVA表面后，它的表面接觸角會隨著存放時(shí)間