硅橡胶材料具有极好的电绝缘性和绝热性,被广泛应用于电力工业中。硅橡胶还具有优异的憎水性和憎水迁移性,表面污染后其疏水性也能恢复。但是在低温潮湿环境下,硅橡胶表面的憎水性会逐渐丧失,其憎水恢复性也会显著变慢,难以有效阻止水分和污染物的吸附,导致硅橡胶绝缘子在高电压下的污闪仍会发生。为了提高硅橡胶材料的憎水性,本文中提出了一种使用纳秒激光高效、绿色、稳定的制备硅橡胶超疏水表面的方法,并研究分析了其抗结冰结霜性能。分析了硅橡胶表面浸润性由疏水转变为超疏水的机理并观察硅橡胶超疏水表面的形貌。硅橡胶表面材料在激光束的作用下受热发生裂解,直径约100-150nm的小颗粒无规则的聚拢在一起,形成海绵状微纳复合结构,排列形成了具有层次感、类似鱼鳞状的表面结构,使表面具备超疏水性能。通过EDS检测发现,与原始表面相比,加工形成的超疏水表面的化学元素含量基本不变。FTIR测试结果发现硅橡胶表面的主链断裂,Si-O-Si键拉伸频率改变,而化学性质并未发生变化,由此推断硅橡胶表面在纳秒激光作用下产生了微纳复合结构是其润湿性发生变化的直接原因。分析了经不同激光能量密度加工后硅橡胶表面的微观形貌及润湿性的变化规律。试验结果表明,硅橡胶表面水接触角的变化趋势与表面微纳结构形成的趋势一致,并符合Cassie模型。硅橡胶表面裂解程度及表面粗糙度均随着激光能量密度的增大而增大,并在能量密度为9.5J/cm~2时达到最大值约为11μm,此时硅橡胶表面充分裂解并出现脱落,润湿性由疏水转变为超疏水。随着能量继续增加,表面进一步分解成细小颗粒,形成新表面,粗糙度降至8.2μm并保持稳定。当能量密度增加到10J/cm~2时,接触角增加到158°,滚动角约为3°,并达到稳定。由颗粒组成的微观结构增大了样品表面的粗糙度,这是硅橡胶润湿性变化的主要因素。在自行设计的制冷试验装置上,对比分析了硅橡胶超疏水表面和原始表面的抗冰冻性能。观测水滴在低温硅橡胶表面上的结冰过程、形态及延迟结冰的时间,分析了超疏水表面抗结冰的相关机理;利用显微镜观察并对比了超疏水表面和原始表面上霜晶出现的时间及霜晶形貌的差异,分析了超疏水表面抗结霜的相关机理。实验结果表明,低温下硅橡胶超疏水表面的接触角虽然会降低,但是超疏水表面可以大幅度延迟结冰和结霜时间,具有明显的抗结冰结霜作用。