纳米TiO_(2)表面精准修饰对硅橡胶直流绝缘性能的影响

为研究纳米TiO_(2)颗粒表面精准修饰对硅橡胶直流电气性能的影响,分别在纳米TiO_(2)表面单峰和不同密度双峰接枝长链与短链聚二甲基硅氧烷(polydimethylsiloxane,PDMS)。将具有不同接枝类型的纳米TiO_(2)以相同质量分数(1%)添加到硅橡胶(silicone rubber,SIR)中,制作得到纳米TiO_(2)/SIR复合薄膜样品。热失重分析试验结果证明长链与短链PDMS成功接枝到纳米TiO_(2)表面;Zeta电位试验结果表明,长链与短链PDMS双峰接枝增强了相邻TiO_(2)颗粒之间的静电排斥力;TEM观测结果表明,经过双峰接枝长短链PDMS,纳米TiO_(2)颗粒在SIR中的分散性大幅改善。空间电荷、直流击穿和直流电导试验结果表明,双峰接枝长短链PDMS的组别抑制注入同极性空间电荷效果更佳、直流击穿场强更高、体积电导率更低。这是由于随着纳米TiO_(2)表面长短链PDMS双峰有效接枝密度的提高,使得界面区域分子链排列更加质密,自由体积减少;同时,纳米TiO_(2)与SIR基体之间的表面能差降低,促进了SIR基体中纳米TiO_(2)颗粒的分散,增强了SIR与纳米Ti O_(2)颗粒间的界面作用,从而提高了纳米TiO_(2)/SIR复合材料的直流绝缘性能。