接枝对聚丙烯绝缘材料热氧老化的影响及机理

以聚丙烯(polypropylene,PP)为代表的环保型电缆绝缘材料是当前的研究热点。该文研究了接枝改性对聚丙烯材料热氧老化性能的提升效果及作用机理。实验结果表明，在抗氧化剂含量达到阈值之前，热氧老化反应主要局限在非晶区，且氧化反应速率较低。在此过程中，晶区结构在热的作用下趋于完善，使得电气性能有所提升，而非晶区结构的部分降解导致试样的拉伸性能显著降低。在抗氧化剂含量达到阈值之后，氧化反应速率加剧，非晶区及晶区结构严重降解，试样在短时间内失去绝缘性能。研究发现，相较于纯PP，接枝试样能够形成小球晶结构和独特的交联结构，抑制氧气向试样内部扩散，降低了氧化反应速率，因而热氧老化性能得到显著提升。随着接枝基团含量的提高，接枝试样的热氧老化性能单调提升，其中10%含量的苯乙烯(styrene,St)接枝试样具有相对最优的热氧老化性能。研究结果为聚丙烯电缆绝缘长期运行性能的提升提供了理论参考。