乙烯咔唑接枝聚乙烯制備與性能研究.pdf

1、聚乙烯具有突出的電性能、加工性以及較低的價(jià)格，成為高壓和超高壓直流電纜材料的首選。但是，聚乙烯在用于高壓直流電纜材料時(shí)存在空間電荷積聚的問(wèn)題，研究發(fā)現(xiàn)在聚乙烯中加入一些無(wú)機(jī)納米粒子和有機(jī)共軛小分子可以有效的抑制聚乙烯中空間電荷的積聚，但是無(wú)機(jī)納米粒子存在相容性和易團(tuán)聚的問(wèn)題，有機(jī)共軛小分子存在遷移和揮發(fā)的問(wèn)題，導(dǎo)致復(fù)合材料的性能不能長(zhǎng)期保持穩(wěn)定。為了抑制聚乙烯中空間電荷，同時(shí)避免無(wú)機(jī)粒子的團(tuán)聚問(wèn)題和有機(jī)共軛小分子的遷移問(wèn)題，本文將具有共

2、軛大π鍵結(jié)構(gòu)和良好的電荷分散能力的空間電荷抑制劑乙烯咔唑接枝到聚乙烯分子上，研究乙烯咔唑接枝聚乙烯電性能和物理機(jī)械性能。為高性能的聚乙烯直流電纜材料工業(yè)化打下基礎(chǔ)。
　　本文采用熔融法和熱壓法制備乙烯咔唑接枝聚乙烯，通過(guò)比較兩種方法制備的乙烯咔唑接枝聚乙烯材料的接枝率、凝膠含量和電性能，確定更好的接枝方法。通過(guò)對(duì)比分析乙烯咔唑接枝聚乙烯和N-乙基咔唑/聚乙烯物理共混材料的電學(xué)性能及力學(xué)性能，確定在提高聚乙烯性能和抑制空間電荷方面更

3、有效的改性方法。結(jié)果表明：熔融法接枝產(chǎn)物接枝率更高，在接枝過(guò)程中交聯(lián)副反應(yīng)更少，接枝更均勻，且材料在體積電阻率以及擊穿場(chǎng)強(qiáng)電性能方面明顯優(yōu)于熱壓法。熔融接枝改性在提高聚乙烯體積電阻率和擊穿場(chǎng)強(qiáng)方面明顯優(yōu)于物理共混改性，聚乙烯接枝材料在穩(wěn)定性和抑制空間電荷的效果方面明顯優(yōu)于N-乙基咔唑/聚乙烯復(fù)合材料；乙烯咔唑接枝聚乙烯最大體積電阻率為聚乙烯復(fù)合材料的2.1倍，最大擊穿場(chǎng)強(qiáng)為復(fù)合材料的1.36倍；但在提高力學(xué)性能方面，兩種改性方法相近。<

4、br>　　通過(guò)對(duì)乙烯咔唑接枝聚乙烯電性能、熱穩(wěn)定性、力學(xué)性能和空間電荷分布的測(cè)試，研究接枝率對(duì)乙烯咔唑接枝聚乙烯性能的影響。結(jié)果表明：熔融法制備乙烯咔唑接枝聚乙烯的最佳工藝是接枝溫度180℃，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速50 r/min，接枝反應(yīng)時(shí)間9 min，LDPE:DCP:VK質(zhì)量比為150:1:50時(shí)，接枝率最高達(dá)到15.24％。隨著接枝率的提高，乙烯咔唑接枝聚乙烯材料的介電常數(shù)呈現(xiàn)出先降低后升高的趨勢(shì)，體積電阻率和擊穿場(chǎng)強(qiáng)均呈現(xiàn)出先升高后降低的趨