[發明專利]判斷氯化聚乙烯填料對聚乙烯復合物空間電荷行為影響的方法在審

申請號：	201710816903.0	申請日：	2017-09-12
公開（公告）號：	CN107632242A	公開（公告）日：	2018-01-26
發明（設計）人：	王慶豐;張沛紅;寇昭強;孟廣澤;張瑞敏;劉忠奇	申請（專利權）人：	哈爾濱理工大學
主分類號：	G01R31/12	分類號：	G01R31/12;G01R27/08;G01R29/24
代理公司：	哈爾濱市偉晨專利代理事務所(普通合伙)23209	代理人：	陳潤明
地址：	150080 黑龍***	國省代碼：	黑龍江;23
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摘要：
搜索關鍵詞：	判斷氯化聚乙烯填料復合物空間電荷行為影響方法
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【說明書】：

技術領域

本發明涉及一種判斷氯化聚乙烯填料對聚乙烯復合物影響的方法，具體涉及判斷氯化聚乙烯填料對聚乙烯復合物空間電荷行為影響的方法，屬于高電壓與絕緣技術領域。

背景技術

聚乙烯以其優異的介電性能、良好的機械性能和加工特性而成為一種廣泛應用的工程電介質材料，但是聚合物在強電場的作用下，聚集空間電荷使內部電場畸變，嚴重影響材料工作性能，所以需要對聚乙烯進行改性，而納米復合材料的出現對聚乙烯的改性起了重要作用,納米復合后能夠改善老化性能、熱機械性能，提高介電強度和降低空間電荷。因此，對納米復合聚乙烯的研究在絕緣材料的進展上起著至關重要的作用。

空間電荷的存在、轉移和消失會直接導致電介質內部電場分布的改變,對介質內部的局部電場起到削弱或加強的作用。由于空間電荷對電場的這種畸變作用,空間電荷對絕緣材料的電導、老化、擊穿破壞等各方面的電特性都有明顯的影響，因而空間電荷問題是聚乙烯材料的電特性研究中的關鍵問題之一,也是電介質理論研究的重要前沿方向。

研究表明少量的納米摻雜就可以顯著改善聚合物電介質的電導率、介電常數和介電損耗、擊穿場強、耐電暈、空間電荷行為等介電性能，氯化聚乙烯具有良好的電氣性能，將氯化聚乙烯加入聚乙烯中，能否對空間電荷起到抑制作用有待進一步研究。

發明內容

本發明是為了解決上述技術問題，進而提供一種判斷氯化聚乙烯填料對聚乙烯復合物空間電荷行為影響的方法。

所述判斷氯化聚乙烯填料對聚乙烯復合物空間電荷行為影響的方法包括以下步驟：

步驟一，試樣制備；將氯化聚乙烯分別以0.5％、1％、3％、5％的配比和聚乙烯在110攝氏度的轉矩流變儀上熔融共混，制備成復合材料。再在壓力為15MPa的情況下，在130攝氏度的平板硫化機上熱壓成薄片試樣，壓制時間為30分鐘。最后將制得的試樣置于烘箱中在80攝氏度下熱處理24h，以消除試樣壓制過程中壓力和冷卻速度不同對結晶程度的影響；

步驟二，進行擊穿場強實驗；在常溫下對混入氯化聚乙烯的聚乙烯試樣進行直流擊穿試驗，處理數據利用威布爾分布得到的擊穿場強，并和純的聚乙烯進行對比；

步驟三，納米復合聚乙烯電導電流特性分析；獲取電流電壓的關系；

步驟四，空間電荷測量；采用脈沖電聲法對試樣進行空間電荷的測量，研究加壓狀態空間電荷分布和短路狀態空間電荷分布，通過短路分析其空間電荷的釋放情況，并根據TSC探討復合材料中陷阱狀態；

步驟五，微觀結構，判斷氯化聚乙烯填料對聚乙烯復合物空間電荷行為影響；對試樣進行掃描電鏡實驗(SEM)，觀察氯化聚乙烯在聚乙烯中的分散情況，得出結論。

優選的：

所述納米復合聚乙烯電導電流特性分析方法包括以下步驟：

步驟一，將試品壓制成薄膜，然后在60℃干燥24小時，在薄膜兩側鍍直徑為30mm的鋁電極，將試品放入密封樣品室；

步驟二，充入充足的氮氣將氧氣排除，調整溫控箱的溫度，待溫度穩定后，向試品施加電壓使其電場強度達到E₀；

步驟三，采集電流數據，并將每次采集的數據進行對比，如果對比結果在設定的誤差范圍以內，那么保存該電流數據，并將電壓提升Estep；

步驟四，重復上述操作,直到電壓升到終止電壓；

步驟五，電壓升到終止電壓后得到多個對應的電流和電壓數據點，將數據點連接成線，即可得到電流電壓的關系，即I-V曲線或者電流密度和場強的關系，即J-E曲線。

本發明與現有產品相比具有以下效果：能夠測得氯化聚乙烯/聚乙烯聚合物的空間電荷分布規律，通過氯化聚乙烯的加入能夠減少空間電荷的影響，同時在電導率和擊穿場強方面也得到改善。