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硅橡胶具有质轻、良好的电绝缘性能和疏水性能等优点,被广泛应用于高压外绝缘领域,并在逐步取代传统绝缘材料的使用。随着电力系统运行电压等级日益提高,硅橡胶绝缘材料在高电压电场长期运行过程中容易发生漏电起痕破坏,严重威胁电力系统的安全与稳定。目前,往硅橡胶中添加大量无机填料(>40wt%)是改善硅橡胶耐漏电起痕性能的一种有力手段,但这会严重恶化硅橡胶的加工性能、力学性能和疏水性能。因此,如何高效提高硅橡胶的耐漏电起痕性能具有重大意义和挑战性。本论文将有机硅烷与层状粘土共同添加至高温硫化硅橡胶(HTVSR),制备了具有良好耐漏电起痕性能的硅橡胶,并探讨了其对硅橡胶耐漏电起痕的作用机理。主要研究内容和结果如下:(1)将乙烯基三乙氧基硅烷(Vi TES)和层状镁铝双金属氢氧化物(LDH)共同加入至HTVSR,制备了一种具有良好耐漏电起痕和耐电蚀损性能的HTVSR。研究了Vi TES/LDH对HTVSR耐漏电起痕性能、硫化特性、交联密度和力学性能的影响。研究发现,Vi TES和LDH对提高HTVSR的耐漏电起痕和耐电蚀损性能具有良好的协同作用。当Vi TES和LDH的添加量分别仅为3.33 phr和5.00 phr时,HTVSR的耐漏电起痕性能达到1A 4.5级,电蚀损量仅为0.3%。扫描电子显微镜和平衡溶胀实验结果表明,Vi TES改善了LDH片层在HTVSR基体中的分散状况以及提高了HTVSR的交联密度。(2)通过扫描电子显微镜-能量散射X射线光谱、全反射傅里叶变换红外光谱、等离子体辐照处理、热重和热重-红外联用研究了Vi TES/LDH对HTVSR耐漏电起痕试验后表面蚀损起痕物形貌及化学组成、耐等离子体辐照性能和热稳定性能的影响。探讨了Vi TES/LDH对HTVSR耐漏电起痕的协同作用机理。研究发现,Vi TES提高了HTVSR和LDH间的界面相互作用,抑制了HTVSR的侧甲基氧化降解及主链热降解;同时,在高压电弧放电作用下,LDH在HTVSR表面形成致密的双金属复合氧化物阻隔层,发挥优异的片层阻隔效应,有效抑制了HTVSR的进一步降解以及电痕的产生与发展。(3)通过柠檬酸钠在插层改性后的蒙脱土片层上原位还原氯铂酸六水合物,制备了蒙脱土固载铂纳米颗粒(Pt@CTAB-MMT),采用傅里叶变换红外光谱仪、X射线衍射仪、扫描电子显微镜、透射电子显微镜和热重分析仪对其结构进行了表征。研究了3-氨丙基三乙氧基硅烷(AS)和Pt@CTAB-MMT对HTVSR耐漏电起痕性能、硫化特性、力学性能和热稳定性能的影响。研究发现,AS和Pt@CTAB-MMT对提高HTVSR的耐漏电起痕和耐电蚀损性能具有良好的协同作用。当AS和Pt@CTAB-MMT的添加量分别仅为1.00 phr和0.05 phr时,HTVSR的耐漏电起痕性能达到1A 4.5级,电蚀损量仅为0.4%。扫描电子显微镜-能量散射X射线光谱、热重和拉曼光谱分析结果表明,AS和Pt@CTAB-MMT上固载的高活性铂纳米颗粒在高压电弧放电作用下协同催化HTVSR分子链发生自由基交联反应,在HTVSR表面形成致密的陶瓷阻隔层;同时Pt@CTAB-MMT中作为载体的MMT具有良好的片层阻隔效应,有效抑制了电弧对HTVSR的进一步侵蚀以及电痕的产生与发展。