“…Key words: low-density polyethylene; nano-MMT; cooling methods; dielectric propeties 聚乙烯以其优异的电绝缘性能成为电气设备中 应用极广泛的塑料产品 [1] 。为了提高设备运行的可 靠性, 延长绝缘材料的使用寿命, 国内外相关学者 尝试用不同方法改进聚合物绝缘性能, 其中采用无 机纳米材料掺杂改善复合材料的电性能成为了人们 关注的热点。已有的研究工作表明, 无机纳米材料 的引入可以有效抑制聚乙烯绝缘中的电树枝和局部 放电 [2][3][4] , 使复合材料电老化性能得到改善; 无机纳 米材料还可改变聚合物体内陷阱能级的深度和密度, 从而影响复合材料的电导特性, 进而提高复合材料 的介电强度和抑制空间电荷积聚的能力 [5][6][7][8] 。然而, 由于纳米复合材料结构及界面的复杂性, 影响其结 构与性能的很多因素还有待进一步探讨。 聚乙烯电缆在制备过程中必须经过冷却工艺, 冷却工艺的不同将对纳米复合材料的结晶行为产生 一定影响 [9][10] , 其中结晶尺寸和结晶完整程度将影 响复合材料的电导特性 [11] 。另外, 空间电荷的产生、 运动和衰减不仅与外加电压有关 [12] , 与聚合物的结 晶状态也有着密切关系, 因此研究制备试样时冷却 方式对复合材料介电性能的影响具有一定的科学意 义。 本工作采用熔融插层法制备了经空气自然冷却、 空气快速冷却、水冷却和油冷却的蒙脱土/低密度聚 乙烯(MMT/LDPE)纳米复合材料, 对比研究了不同 冷却方式对复合材料电导特性、击穿性能和空间电 荷分布的影响。 (1) 式中, d 代表蒙脱土片层之间的平均距离; θ 为半衍 射角; λ 为入射 X 射线的波长, λ 取值 0.154 nm; n 为衍 射级数 [13] 。 根据公式(1)的计算结果可知, 经表面修 饰的纳米蒙脱土层间距从原来的 1.25 nm 增大到 2.39 nm 左右, 这表明 MMT 经表面修饰后片层间距 d 明显变大, 与 LDPE 基体的插层复合更为容易。从 纳米复合材料 MMT/LDPE 的 XRD 图谱中可知, 在 3°~10°范围内基本看不到明显的峰值, 这说明纳米 蒙脱土在低密度聚乙烯基体中已经剥离 [14] 。 2 FTIR patterns of MMT and MMT/LDPE specimens 之间形成了氢键, 氢键作用改变了基体材料的键力 常数, 使其振动幅度有所变化, 吸收峰峰值降低 [16] 。…”