纳米复合材料在绝缘橡胶中的应用研究

guangmingqian

摘要：采用不同纳米材料处理橡胶基料，分别研究了纳米TiO2、纳米SiO2、纳米ZnO、纳米MgO和纳米A12O3组分对橡胶所形成复合材料性能的影响，最终确定复合粉体的组分、粒径等工艺参数。研制成功的纳米氧化物/橡胶/塑料复合材料，击穿强度：100~500KV/cm，电阻率1012~1017Ω/cm。由该材料制成的防雷靴、防雷伞、防雷衣已多次通过“北京雷电防护装置测试中心”不同能级的雷击测试。
  关键词： 纳米材料 复合 绝缘橡胶
  
  近二十年来，随着高科技的发展和人类改造变革大自然的滞后影响作用，频发的雷灾已引起我们深刻的思考和高度的重视。如何防雷？以避雷针为代表的“引雷入地”的经典理论无疑是正确的，防雷效果是明显的，而对突发雷击环境下的运动员、操作工、机场、移动电站、移动油库如何应对，是我们面临的一道现实难题。而“绝缘防雷”理念，它对雷电实施“疏” (泄)、“堵”结合，构置防直接雷体系。防直接雷的表述是：如果说避雷针的机理重在引雷入地，即如突发山洪，给予一个特大通道泄放，防直接雷却相左，针对突发雷击总是选择电阻最小(绝缘最薄弱处)的通道狂泄的特征，在需安防雷位置，极限提高绝缘程度，以减少形成泄雷通道的可能性，最终达到防雷的效果，研试高极限绝缘材料用于防雷，这正是本项目的主题。本文利用纳米材料处理橡胶基料，考察了不同纳米粉体复合后橡胶的性能变化，从理论上对橡胶性能的改变进行了探讨，为其工业化提供了工艺参数和理论依据。

  1、实验部分
  1.1主要试剂和仪器
  实验所用试剂有：1#烟片胶、氧化锌、硫磺、促进剂DM、促进剂TT、硬脂酸、石蜡、滑石粉、PVC、DOS、HTG、抗老剂；
  实验所用设备有：XK-l60型开炼机、粉体气流温和机、LH-Ⅱ硫化仪、T50电热平板机。
  1.2实验方法
  (1)、以纳米氧化物MgO、Al2O3、ZnO、ZrO、SiO2单组分与NR/PVC共混并硫化，测试胶料的各项指标，确定纳米氧化物对基料的影响力。