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西安交通大学学报2025年第04期:聚丙烯/聚烯烃弹性体复合材料空间电荷和电导特性

来源:期刊VIP网 时间:


作者:曹丹;梁启璐;展云鹏;侯帅;廖雁群;曹安瑛;何伟;吴锴;吕泽鹏;

单位:西安交通大学电力设备电气绝缘国家重点实验室;南方电网科学研究院有限责任公司;广东电网有限责任公司珠海供电局;

摘要:针对聚丙烯(PP)经弹性体增韧后力学和电学性能发生变化,引入弹性体导致材料电学性能下降的问题,采用共混法在PP基体中添加不同质量分数的聚烯烃弹性体(POE)。结合复合材料力学及绝缘性能研究,提出力-电综合性能最优的POE配比,又进一步结合复合材料微观形貌、热转变特征及绝缘性能,分析高温下PP/POE复合材料的空间电荷积聚和电荷输运特性。研究发现,随着POE含量的增加,PP/POE复合材料的弹性模量降低,直流击穿场强随POE含量的增加下降,高电场下w_(POE)为40%复合材料的电导率是所有复合材料中最低的,约为PP电导率的3倍,其他复合材料电导率比PP大一个数量级,20℃下,w_(POE)分别为50%、60%复合材料的异极性电荷积累量较大。高温下,PP和w_(POE)为40%复合材料直流击穿场强随温度升高下降,PP空间电荷性能较稳定,w_(POE)为40%复合材料空间电荷积聚量随温度升高增加,尤其在60℃以上,内部空间电荷量剧增。研究揭示了PP/POE复合材料在高温下的空间电荷积聚和电导剧增,这是限制其绝缘性能的关键问题。

关键词:聚丙烯/聚烯烃弹性体复合材料;;空间电荷;;电导;;击穿场强

基金资助:南方电网公司科技资助项目(GDKJXM20222136)