间位芳纶具有良好的热、力、电学性能,在新能源电力系统尤其是电力变压器绝缘中应用广泛,被认为是下一代绝缘纸的理想基体。变压器工作环境恶劣,服役于绝缘薄弱点的绝缘纸承受的切向电场极强,易发生沿面闪络。然而,间位芳纶的表面绝缘强度不理想,有必要对应用于电力变压器场景间位芳纶的表面绝缘性能进行改善。为此,本文利用CF4等离子体对间位芳纶纸进行表面氟化,对等离子体处理前后间位芳纶纸的理化特性、电气绝缘强度和电荷输运特性进行了分析,并对改性后间位芳纶纸的热老化特性进行了研究。首先,搭建了间位芳纶纸的等离子体处理平台,测试了加入氟源气体前后的等离子体光谱图,对比了等离子体处理前后材料的化学组分。结果表明,CF4等离子体可以产生高能带电粒子,并且CF4等离子体处理可以将F元素接枝到材料表面,形成氟化层。其次,测试了CF4等离子体处理前后间位芳纶纸理化与绝缘特性的变化,阐明了CF4等离子体改性机制。适度等离子体处理可以提高材料表面粗糙度,增加的表面粗糙度增加了爬电距离,抑制了流注的形成,提高材料的闪络电压。等离子体处理向材料表面引入含氟基团,含氟基团对电荷产生束缚作用,电荷在氟化层内部迁移较快,电荷沿材料表面消散加快。等离子体处理在材料表面引入浅陷阱结构,提高表面电导率,抑制电荷注入,促进电荷消散,提高材料电气绝缘强度。然后,研究了改性后间位芳纶纸的热老化过程,测试了不同老化阶段试样的理化特性与绝缘特性。随着老化的进行,试样表面的粗糙度进一步提升,形成凹坑的半径大于电子碰撞电离需要飞越的最小距离,进入凹坑的电荷形成电子崩,沿面闪络降低。低温下改性间位芳纶纸时效性良好。高温对含氟结构和浅陷阱有一定的破坏作用,随着老化的进行,F元素含量下降,浅陷阱密度下降。氟化层连续性下降,电荷在氟化层内传导速度减慢,电荷消散变慢,试样的电气绝缘强度下降。最后,建立了氟化前后间位芳纶晶体模型,基于第一性原理优化了模型结构,计算了模型的电子结构,探索了氟化间位芳纶绝缘改性机制。氟化间位芳纶体系存在多种接枝形式,体系性质由多种接枝形式互相竞争决定的,能隙变宽的接枝形式占主导作用,价带的电子需要更高的能量才能跃迁到导带,体系的绝缘性能提升。