聚合物形态变化与水树生长的关联性研究

摘要

为研究聚合物聚集态变化与水树生长特性之间的关系,对不同温度下交联聚乙烯(XLPE)材料内的水树生长特性进行对比分析。采用水针电极老化法,分别在-15、0、20、40、60、80℃下对XLPE薄片进行加速水树老化,利用显微镜观察水树形态,并对水树尺寸进行了测量统计。同时利用动态力学分析(DMA)对XLPE分子链在不同温度下的松弛行为进行了测试分析。显微镜观测结果表明:低温下水树枝干清晰,沿着电场线方向排列。随着温度的升高,水树枝干逐渐变粗变密,并且在0℃和60℃下水树整体尺寸最大。DMA结果表明:XLPE新样本的玻璃化温度为-5℃左右,α松弛峰值温度为60℃左右,材料的这两个特征转变温度与最大水树尺寸对应的温度一致。在不同温度下,聚合物分子链的运动单元不同,由于在材料聚集态转变温度处发生了运动单元的突变,从而使得水树生长速率加快。