《Fe2O3和水分子協同作用下矽橡膠複合絕緣子的老化機理》是依託華南理工大學，由謝從珍擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：Fe2O3和水分子協同作用下矽橡膠複合絕緣子的老化機理
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：謝從珍
- 依託單位：華南理工大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
矽橡膠複合絕緣子因其優異的防污性能廣泛套用於超/特高壓輸電線路，Fe2O3是最常用的一種紅色矽橡膠顏料，同時作為耐熱添加劑用於提高熱老化壽命。實際上複合絕緣子的運行環境並非只有熱老化一種條件，筆者前期研究結果表明，在濕熱、轉輪和鹽霧等老化條件下，紅色矽橡膠配方較灰色矽橡膠配方有更明顯的老化特徵，但其影響機理尚不清楚。本課題製備不同粒徑、含量及表面處理後的Fe2O3矽橡膠試樣，以及色素碳黑色母膠的灰色對比樣，系統研究Fe2O3和水分子的協同作用對矽橡膠微觀結構、憎水性和老化行為的影響，在理論上結合掃描電鏡、光電子能譜和傅立葉紅外光譜分析方法，解釋並闡明Fe2O3在水分子協同作用下對矽橡膠老化的影響機理，為矽橡膠複合絕緣子顏料添加劑的選用提供理論依據。本課題的主要研究方向在於進行複合絕緣子的套用基礎研究，對完善矽橡膠複合絕緣子老化理論有重要學術參考價值和實際套用價值。此項研究國內外尚屬首次。
結題摘要
複合絕緣子具有優異的防污閃性能，在電網中廣泛使用。複合絕緣子的老化一直是業內關注的熱點，其老化程度除了與運行環境、運行年限相關外，還與傘裙和護套所用的高溫硫化矽橡膠配方有直接關係。本項目主要研究配方中所添加的著色劑氧化鐵對膠料性能的影響。 本項目從氧化鐵的粒徑、用量和表面處理三個方面著手，探討氧化鐵對高溫硫化矽橡膠各方面性能的影響。 在試片的基本性能測試中，對試片進行了熱重分析、硫化曲線和交聯密度測試。熱重分析結果表明，氧化鐵可以抑制矽橡膠中的熱氧化分解，添加的氧化鐵粒徑越小，矽橡膠熱分解速度越慢。硫化曲線和交聯密度結果表明，Fe+3和粒子表面的酸根，在硫化過程中會消耗硫化劑產生的自由基，使得交聯點減少，從而影響膠料的機械性能；氧化鐵的粒徑越大，對硫化性能的劣化越明顯。氧化鐵的用量越多，試片硫化程度下降越明顯，硫化誘導階段增長，延長了膠料加工時間。 為了研究試片的耐老化性能，進行了熱空氣老化試驗、水煮老化試驗和斜面法耐漏電起痕試驗，並測試老化過程中試樣機械性能和電氣性能變化，討論了氧化鐵對試樣耐老化性能的影響。結果表明：（1）氧化鐵可以抑制矽橡膠中的熱氧化分解，降低熱重分析中的質量損失；添加的氧化鐵粒徑越小，矽橡膠熱分解速度越慢。（2）氧化鐵的粒徑越大，對硫化性能的劣化越明顯。氧化鐵的用量越多，試片的硫化程度下降越明顯，硫化誘導階段增長，交聯密度下降。（3）提高氧化鐵用量對提高試片耐熱性沒有明顯作用。（4）耐熱性與氧化鐵的分散性相關，將氧化鐵製作為色母，進行有機改性可以提高其分散性，減小粒子表面羥基的數量，保證矽橡膠的均勻性，有利於提高試片的耐熱性。（5）氧化鐵對矽橡膠水解反應起到了加速作用，應控制其用量或改用其他著色劑。
