热-力联合老化对硅橡胶交联网络及力学和耐电特性的影响

为了探究热-机械应力共同作用对电缆附件硅橡胶绝缘性能的影响，该文设计并开展了硅橡胶的热-力联合老化试验，对比分析了老化前后硅橡胶的力学性能、电气性能和微观结构。结果表明：随着老化程度的加剧，试样拉伸强度和断裂伸长率下降，硬度增加；老化后试样的击穿强度整体上呈现先增加后降低的趋势，在老化时间一定的情况下，击穿强度随着拉伸应力的增大而减小，相对介电常数逐渐增加。结合交联密度和红外光谱测试结果分析认为，在老化前期，硅橡胶主链间发生氧化交联反应，自由体积和载流子迁移率减小，击穿强度增加；老化后期，交联体系结构和分子链被破坏，自由体积和载流子迁移率增大，击穿强度下降。在机械应力耦合作用下，卷曲的分子链沿着机械应力方向被拉伸，且处于拉伸状态的分子链在高温作用下更容易发生断裂，造成材料绝缘性能的进一步劣化，为电缆附件硅橡胶老化状态评估提供了一定的理论依据。