纳米添加剂对聚乙烯结晶形态及击穿性能影响.pdfVIP

☆★☆ 第十四届全国工程电介质学术会议论文集 ☆★☆ 纳米添加剂对聚乙烯结晶形态及击穿性能的影响 Thee任bctofnano一6Ueron and Cryst棚ineMorphology ofLDpE properties 程羽佳，张天旭，郭宁，高俊国，张晓虹 (工程电介质及其应用技术教育部重点实验室哈尔滨理工大学，哈尔滨150080；) 摘要：为了探讨纳米添加剂对聚合物电学性能的影响，本文选用低密度聚乙烯(LDPE)为基体材料，将纳 米氧化锌添加到低密度聚乙烯中，并采用两步法制备出纳米复合材料，探讨不同添加含量、不同冷却方式 对聚乙烯基体击穿性能的影响，同时通过差示扫描量热法(Dsc)测量不同纳米复合材料的等温结晶过程 的参数及结晶度，实验结果发现，通过两步法，经油冷却方式制得的纳米复合材料具有较为完善的界面结 构，界面结合力强，其中纳米添加剂含量为3％时纳米复合材料的击穿场强最高，且Dsc结果显示其结晶 相对完善，结晶度较高。 关键词：低密度聚乙烯；纳米氧化锌；击穿；Dsc 所具有的优异的性能，使它得到了广泛地应用。经 1 引言 表面修饰后的纳米ZnO可以有效的提高它与基体树 聚乙烯是热塑性树脂中综合性能较好的材料， 脂的相容性【8~lo】，相关学者通过研究发现在聚合物 然而在外加电场的长期作用下，其电绝缘性能将逐 中添加纳米粒子能够改变聚合物结晶形态、降低聚 渐下降。为了提高聚乙烯的长期电绝缘性能，许多 合物内部陷阱深度或增加聚合物电导，提高载流子 学者开始关注纳米添加剂对聚合物电学性能的影 的迁移率减少电场集中【11．13】。本文采用两步法制备 响【-】，聚合物／纳米复合材料作为一个重要的研究热 点受到广泛关注，由于纳米粒子具有许多异于常规 观测不同复合材料其结晶度的不同对击穿性能的 材料的独特性能【z~s】，所以纳米粒子的添加对聚合物 影响，并探讨不同含量和不同冷却方式对复合材料 性能会有一定的影响，在电介质领域的相关研究表 击穿性能的影响。 明：纳米粒子的添加可以有效的改善聚合物的电学 2实验部分 性能【6】。在介电性能方面纳米复合材料比传统的复 合材料具有更优异的性能，可以有效的提高复合材 2．1氧化锌的有机化处理 料的击穿场强和介电性能，抑制电树枝的生长，同 采用硅烷偶联剂(KH．570)和钛酸酯偶联剂 时还可以有效地提高绝缘材料的使用寿命。 (105、101、TC．F)对纳米氧化锌进行表面修饰，将 纳米氧化锌(Zno)是一种新型无机产品，是 纳米Zno放入无水乙醇和水的混合液中，经过超声 一种精细的高功能宽禁带化合物半导体材料，与普 震荡，利用胶头滴管把硅烷偶联剂加入到混合液 通znO相比，它具有表面效应、体积效应、量子效 中，并通过砂芯漏斗和抽滤瓶进行过滤和洗涤，经 应和介电限域效应等[7】，也正是由于纳米ZnO本身 ．87． ☆★☆ 第十四届全国工程电介质学术会议论文集 ☆★☆ 计算得到工频交流的击穿强度。对于每一个试样发 真空干燥箱中干燥12h获得有机纳米ZnO。表面修 饰机理如下图1所示：