远距离、大功率输电使高压直流输电系统得到了大力的发展,对高压直流电缆提出了更高的性能要求。改善高压直流电缆的绝缘性能是保证输电系统能够长期稳定运行的关键之一。通常情况下,高压直流电场下绝缘材料内部空间电荷会不断积累,导致局部电场畸变,从而加速绝缘材料的老化,严重时导致材料发生击穿而失效。所以,抑制绝缘材料中的空间电荷,提高击穿强度是提高高压直流电缆性能的关键。电压稳定剂可通过捕捉高能电子提高聚合物的击穿强度。然而,大多数电压稳定剂是有机小分子,在聚合物基体内部容易迁移,加工过程中容易损失,削弱了应用效果。将电压稳定剂接枝到纳米粒子表面可有效解决这一问题,既可以保证电压稳定剂长期稳定的发挥稳压作用,又能够提高了纳米颗粒和聚合物的相容性,提升纳米颗粒抑制空间电荷积累和注入的能力。首先,以对甲氧基偶苯酰为起始物,经过羟基化和酯化反应,合成了一种新型的电压稳定剂有机小分子（BVA）,其具有优异的电压稳定性能和高反应活性。接下来,经过硅烷偶联剂自聚合反应和巯稀点击化学反应,将BVA接枝到纳米二氧化硅表面,得到了电压稳定剂改性的二氧化硅纳米颗粒（Si O2-BVA）。最后,制备了低密度聚乙烯基纳米复合材料（LDPE/Si O2-BVA）,测试其热学、力学和电学性能并尝试从微观上解释性能改变的原因。通过扫描电子显微镜（SEM）和透射电子显微镜（TEM）观察发现Si O2-BVA在LDPE中的分散性得到改善。LDPE/SiO2-BVA的直流击穿强度得到提升。由于LDPE/Si O2-BVA中陷阱密度增大,所以其空间电荷的积累和注入得到抑制,空间电荷密度降低。LDPE的热稳定性、机械强度和电学性能达不到电缆绝缘层聚合物的要求,且很难通过加入纳米颗粒改变LDPE的超分子结构以达到提高其各项性能的效果。聚丙烯（PP）作为通用的热塑性塑料,不仅可以回收再利用,而且热学性能、机械性能和电学性能更为优异。因此,以PP为基体,制备了聚丙烯纳米复合材料（PP/Si O2-BVA）。通过SEM和TEM证明聚合物基体中Si O2-BVA具有更好的分散性;通过偏光显微镜（POM）和差示扫描量热法（DSC）发现加入Si O2-BVA后PP的球晶尺寸减小,结晶度降低,有利于击穿强度的提高。通过热失重分析（TGA）发现PP/Si O2-BVA的初始分解温度和最大分解温度都有大幅度提升,其的热稳定性得到改善。在电学性能上,PP/Si O2-BVA的直流击穿强度最大提高了46.2%,材料中空间电荷的注入和积累得到抑制。通过表面电势衰减测试发现PP/Si O2-BVA中的浅陷阱密度大幅提高,能够加速空间电荷的迁移,防止其在聚合物内部积累,从而提高直流击穿强度。最后,由于氮化硼纳米片（BNNS）具有二维特性,所以通过巯稀点击化学反应将BVA接枝到BNNS表面,制备了电压稳定剂改性的氮化硼纳米片（BNNS-BVA）,并添加到PP中制备复合材料（PP/BNNS-BVA）。BNNS-BVA和PP的相容性得到改善,PP/BNNS-BVA的球晶尺寸减小,结晶度降低。PP/BNNS-BVA的初始分解温度和最大分解温度提升。在电学性能上,PP/BNNS-BVA的直流击穿强度提高。通过表面电势衰减测试发现PP/BNNS-BVA中的陷阱密度增加,大量的陷阱抑制空间电荷的注入和积累,从而提高直流击穿强度。综上,本研究发现电压稳定剂改性的纳米粒子可显著改善聚烯烃的热稳定性,大幅提高热塑性聚烯烃复合材料的直流击穿强度,使得电压稳定剂改性纳米粒子添加的聚烯烃复合材料有望用于高压直流电缆绝缘。