论文部分内容阅读
线性低密度聚乙烯(LLDPE)因其具有适中的熔点和良好的电绝缘性能,被认为是环保绝缘材料发展的选项之一,稀土配位聚合物作为一种新型材料受到了广泛的关注。本文通过选用LLDPE作为基质制备高性能电绝缘材料,通过不同方法来提升材料的性能。首先,通过预辐照技术将LLDPE中引入活性位点,将制备出的带有活性双键的电压稳定剂4-丙烯酰氧基苯乙酮(AAP)通过熔融接枝的方法接枝到LLDPE主链上,研究析出对样品性能的影响,并与未接枝的样品进行对比。通过在60 ~oC下进行加速析出实验得到LLDPE-g-AAP击穿强度下降幅度小于LLDPE/AAP,说明通过接枝反应可以长期有效的使LLDPE的电击穿强度维持在很高的水平,通过DSC证明了材料的热学性能稳定,通过流变测试证明材料的加工性能良好。然后通过共聚合制备聚(苯乙烯-共聚-4-丙烯酰氧基苯甲酸)(P(St-co-ABA)),通过熔融共混的方式将P(St-co-ABA)添加到LLDPE中,并使用LLDPE-g-PS增加体系相容性,研究LLDPE/LLDPE-g-PS/P(St-co-ABA)共混物的电绝缘、热学及表面形貌等性能。实验表明,添加P(St-co-ABA)与LLDPE-g-PS对样品的熔融温度、结晶温度以及晶型没有影响,但是使LLDPE的结晶度有所升高。从SEM结果来看,相容剂LLDPE-g-PS的加入有效的改善了共混物的相容性。通过共混物的电绝缘性能发现,P(St-co-ABA)的加入大大提高了LLDPE的击穿场强,在P(St-co-ABA)含量为1.0 g时提升最大,为333.8 kV/mm,且空间电荷抑制效果最好,平均体电荷密度在30 s内和1800 s内分别为1.35 C/cm~3和1.35 C/cm~3,介电常数有所提高但介电损耗在一定范围内不受到影响。最后探讨了稀土配合物的加入对LLDPE性能的影响。用P(St-co-ABA)作为配体,1,10-邻菲啰啉(Phen)作为共配体,稀土离子钕(Nd)、铕(Eu)、铽(Tb)作为中心离子制备了三种稀土配合物,红外表征证明了三种配合物合成成功。将制备的三种稀土配合物添加到LLDPE中,制备了LLDPE/LLDPE-g-PS/P(St-co-ABA)-Nd(Ⅲ)、LLDPE/LLDPE-g-PS/P(St-co-ABA)-Eu(Ⅲ)、LLDPE/LLDPE-g-PS/P(St-co-ABA)-Tb(Ⅲ)三种稀土配合物共混物。从DSC结果可以看出,加入三种稀土配合物对LLDPE的热学性能影响不大。从EDS结果可以分析三种稀土离子在LLDPE基质中均分散均匀。从电绝缘性能结果来看,三种稀土配合物共混物的击穿场强均有不同程度的提升,其中铕稀土配合物共混物提升最大,为324.8 kV/mm,空间电荷的积累抑制效果最好,平均体电荷密度在30 s内和1800 s内分别为1.21 C/cm~3和1.37 C/cm~3,介电常数有所提高但介电损耗在一定范围内不受影响。