纳米SiO₂添加对乙丙橡胶相对介电常数和电导特性的影响

赵瑞雪^1,2，门汝佳¹，徐晓晓³，雷志鹏¹，宋建成¹，刘洋¹，王业¹

1. 太原理工大学矿用智能电器技术国家地方联合工程实验室煤矿电气设备与智能控制山西省重点实验室2. 国网陕西省电力公司西安供电公司3. 国家电网河北省检修公司

摘 要：为了明确纳米SiO₂添加对乙丙橡胶绝缘相对介电常数和电导特性的影响,使用熔融共混法制备了含不同质量分数纳米SiO₂的乙丙橡胶复合电介质,分析了纳米颗粒在乙丙橡胶基体中的分散特性,以及纳米颗粒与乙丙橡胶基体的键合性质,测量了乙丙橡胶纳米复合电介质的相对介电常数以及不同温度和电场下的稳态电流,分析试样的电导特性。结果表明:当纳米SiO₂质量分数为0.5%时,在乙丙橡胶中的分散性最好,低浓度掺杂形成的位阻作用,降低了乙丙橡胶分子链段及其侧基链段的活动能力,纳米复合电介质中的界面效应明显,介电常数、电导率降低,空间电荷注入的阈值场强提高,绝缘性能得到明显提升。随着质量分数提高,纳米颗粒与乙丙橡胶基体之间的界面效应减弱;当纳米SiO₂质量分数为2.5%、5.0%时,掺杂形成的团聚使纳米复合电介质的介电常数增大,电导率提高,空间电荷注入的阈值场强降低。纳米SiO₂添加带来的界面效应是影响乙丙橡胶纳米复合电介质性能的关键因素。

关键词：乙丙橡胶;纳米二氧化硅;电导特性;相对介电常数;