纳米MgO聚烯烃复合绝缘材料的制备及其电气性能的研究

作     者：宋红艳 

作者单位：上海交通大学 

学位级别：硕士

导师姓名：张军;江平开

授予年度：2014年

学科分类：07[理学] 070205[理学-凝聚态物理] 08[工学] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 0702[理学-物理学] 

主      题：纳米复合材料 聚乙烯 聚丙烯 纳米氧化镁 击穿强度 

摘      要：随着科技水平的不断提高，电力的正常运行越来越重要。绝缘材料作为电力系统中的重要组成部分，其性能的好坏决定着整个电力系统能否正常运行。工业上要求绝缘材料具有较高的击穿强度，同时其它性能也满足使用要求。 聚合物高分子材料是一种常见的绝缘材料。由于其具有良好的电气绝缘性能、热稳定性、力学性能和质轻价廉等优点，在电力系统中发挥着重要的作用。然而，聚合物由于自身的缺陷，在具有较高要求的电气领域，仍然满足不了使用要求，因此，通过化学或者物理等手段来提高聚合物的电气性能至关重要。纳米粒子是一种常见的聚合物改性剂。纳米粒子具有大的比表面积和特殊的纳米效应，会使聚合物纳米复合材料显现不同于基体本身的性能。这对聚合物绝缘材料的改性是一种高效的方式。 本文选用了纳米氧化镁粒子改性聚乙烯和聚丙烯绝缘材料。通过机械共混的方法，实现了纳米粒子在聚合物中的良好分散。对比研究了氧化镁质量分数为1%的交联聚乙烯和未经掺杂的交联聚乙烯，发现纳米粒子能够显著提高交联聚乙烯的直流和交流击穿强度、热稳定性、拉伸强度，对空间电荷有一定的抑制作用，直流耐压寿命良好。对比研究了氧化镁含量不同的聚丙烯纳米复合材料，结果发现，材料的直流击穿强度随着氧化镁含量的增加呈现先上升后下降的规律，氧化镁质量分数为1%的材料击穿强度最高。纳米氧化镁对空间电荷有抑制作用，同时可以促进聚丙烯β晶型的生成，是β晶型成核剂。