深度混炼对纳米SiO2/低密度聚乙烯复合材料分散性与直流电性能影响

摘要

利用同向平行双螺杆挤出机对纳米SiO2/低密度聚乙烯(LDPE)复合材料进行深度混炼,采用SEM、直流击穿强度试验及变温空间电荷试验研究了该工艺对纳米SiO2/LDPE复合体系中纳米SiO2颗粒分散性、直流击穿强度和空间电荷特性的影响,综合评估了纳米SiO2颗粒分散性改善和纳米SiO2/LDPE复合材料熔融状态下机械剪切降解对电性能的影响.结果表明,随着混炼次数的增加,纳米SiO2颗粒在LDPE中分散的更加均匀;深度混炼与单次混炼相比,SiO2/低密度聚乙烯复合材料直流击穿强度上升,室温下达到433.1 kV/mm;随着混炼次数的增加,SiO2/低密度聚乙烯复合材料低温时抑制空间电荷能力变强,但60℃以上高温时抑制能力变差.混炼次数的增加改善了纳米SiO2颗粒的分散性,使其与LDPE基体的界面增多,同时,纳米SiO2颗粒还使SiO2/低密度聚乙烯复合材料的片晶厚度增大,结晶度升高,界面区和力学性能都随着分散性改善而增加和增强,两者共同促进了SiO2/低密度聚乙烯复合材料电学性能的改善.但是由于深度混炼引发了材料降解,结构缺陷的增多影响了纳米SiO2/LDPE复合材料高温区的空间电荷抑制性能.