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聚乙烯用纳米氧化镁性质

  聚乙烯材料被广泛应用于高压输电线路以及工业生产中,聚乙烯材料因其优越的绝缘性能,环境友好和性价比高等优点而成为电缆绝缘材料,然而在直流电场下,空间电荷容易在聚乙烯内部陷阱处堆积,导致局部空间电荷升高,使聚乙烯材料老化,甚至击穿,近年来,纳米氧化镁颗粒的加入可以有效的抑制空间电荷的注入,从而纳米氧化镁的添加成为了目前研究的主要方向。

  河北鑫滔新材料科技有限公司通过在体相结构体系和双探针结构体系下的研究,对纳米氧化镁掺杂聚乙烯的电子结构和导电性影响进行讨论。目前高分子聚合物是高压输电电缆的常见绝缘材料,如聚乙烯,交联乙烯等是使用中比较常见的,复合材料性能提高的方式,可以通过添加无机材料,蒙脱土,纳米氧化颗粒物等,当一定比例的添加剂加入到复合材料内时,力学性能和电学性能会得到相应的提高。

  2006年研究了LDPE/氧化镁纳米复合材料的介电性能,在交流高压电下,2008年研究发现含不同粒径尺寸氧化镁纳米颗粒的LDPE/氧化镁纳米复合材料的空间电荷行为,尤其是研究了在高温、高电厂的条件下的情况。结果表明,在30℃~60℃之间,为了降低电场的增加速率,将纳米氧化镁颗粒的粒子数量逐渐增加,就会得到这样的效果。此外,为了减少电场的畸变,也为了减少离域电荷的注入,在使用纳米氧化镁颗粒的粒径量级上也做了相应的研究,发现纳米级的氧化镁颗粒要明显优于微米级的氧化镁颗粒,当少量的纳米氧化镁颗粒使用在基体上时效果更明显。

  以EVA辅助在加入纳米氧化镁改性聚乙烯,使得空间电荷堆积问题明显降低,在解决了堆积问题的同时,也发现了这种改性还会对力学性能有所提升。当纳米氧化镁添加量为2wt%时,可以得到较好效果。此时的纳米氧化镁/LDPE复合材料可以有效的减少空间电荷的积累,效果明显低于单独的绝缘聚乙烯,实验得到结果,此时复合材料内阴极电荷密度降低为2.5C/m3,,阳极电荷密度降低为3.5C/m3.在击穿直流电的实验中,发现使用纳米氧化镁掺杂的LDPE击穿场强大于未掺杂的LDPE,且最大增幅可以达到18.2%,在交流电压击穿实验中,得到了相同的结论,此外击穿场强随温度变化,当温度升高时击穿场强相应降低。

2021年8月3日 14:30
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