紫外辐射加速老化高温硫化硅橡胶的X射线光电子能谱研究

摘要

高温硫化硅橡胶具有优良的电气性能、机械性能、憎水性而广泛应用于特高压输电线路,但亦会受外界环境的影响而老化,其抗紫外老化性能受到关注.课题组模拟户外紫外辐射环境,设计搭建了可调式紫外辐射加速老化试验箱,对A、B两个厂家的高温硫化硅橡胶样品进行了紫外辐射(0,500和1000 h)加速老化实验,重点对辐射前后的试样进行X射线光电子能谱全谱扫描和窄区谱分析、确定元素化学位移及相对含量,分析紫外辐射对高温硫化硅橡胶表面化学态的影响,进而判断紫外辐射加速高温硫化硅橡胶老化机制.结果表明:高温硫化硅橡胶主要元素为O1S,C1S,Si2p,其中O1S主要以O—Si—O(532.4 eV)的形式存在,紫外辐射后,拟合分峰观察到534 eV的—O H的小峰,积分面积随辐照时间延长而增加;C1S为C—H,C—C(284.8 eV)或C—O(286.3 eV),随着辐射时间的延长,C—H和C—C结合能峰积分面积减小,C—O结合能峰的积分面积略微增加;Si2p为Si—C(102.39 eV),紫外辐射后新增SiO x(x=3～4)结合能峰(103.6 eV)且积分面积随辐射时间延长而增加.分析认为紫外辐射加速老化的机理是紫外线切断硅橡胶中键能较低的部分Si—C,C—C和C—H键,裂解后的自由基可相互结合发生交联反应形成SiOx(x=3～4);辐射产生高活性的臭氧氧化自由基生成—COO H.XPS技术能够探究高温硫化硅橡胶的表面化学态从而促进其老化机理的研究.