2023年4月电工技术学报Vol.38No.8第38卷第8期TRANSACTIONSOFCHINAELECTROTECHNICALSOCIETYApr.2023DOI:10.19595/j.cnki.1000-6753.tces.220121ZnO@PS粒子分散特性及改性乙丙橡胶绝缘性能研究刘凯张鹏鹏高波杨雁吴广宁（西南交通大学电气工程学院成都611756）摘要为研究核壳ZnO@PS粒子分散特性及其掺杂对三元乙丙橡胶（EPDM）绝缘性能的影响，该文采用聚合改性法制备了ZnO@PS复合颗粒，并利用透射电镜、粒度分析、红外光谱及热失重分析等测试手段对样品的形貌、结构和分散性进行了表征。另外，以ZnO@PS/EPDM复合材料为研究对象，研究了其电导特性、介电特性和耐电晕性能随纳米颗粒掺杂比例的变化规律。试验结果表明：改性纳米氧化锌（ZnO）、表面聚乙烯醇（PVA）及聚苯乙烯（PS）长链以无规则形式粘结，PVA作为“桥梁”交联多条PS长链，其对纳米ZnO表面羟基的去除效果明显，当PVA占比为6.32%时包覆效果相对良好，团聚现象得到明显改善。同时由于ZnO@PS掺杂物的引入，使得ZnO@PS/EPDM复合材料具备了非线性均压特性，耐电晕放电能力也明显提升，且随着纳米颗粒掺杂比例的增加，其非线性特征更加明显，当ZnO@PS颗粒质量分数为5%时，相比于未改性乙丙橡胶起晕电压增加了95.5%，ZnO@PS复合颗粒在改性EPDM绝缘性能方面发挥了主要作用。研究结果对电缆终端功能性材料的制备具有重要的参考价值。关键词：纳米ZnO悬浮聚合纳米掺杂电导特性介电特性电晕放电非线性中图分类号：TM8530引言电缆终端是电力机车高压电缆的重要组成附件，也是高压电缆绝缘系统的薄弱环节[1-2]。电缆终端在制作时需要剥除电缆本体末端的金属屏蔽层和外半导体层，其在实际运行时“三结合点”（外半导体层、应力控制管及主绝缘层交界点）会产生较为集中的电场且易发生畸变，当此处的电场强度超过了绝缘材料所能承受的最大电场强度时极易发生局部游离放电，累积效应会使绝缘材料的介电性能逐渐劣化并使局部缺陷扩大，最终演变成绝缘击穿故障[3]。因此有效改善车载电缆终端电场分布、削弱局部电场强度，对提高电缆终端长期运行的可靠性具有重要的工程应用价值。为了改善车载电缆终端电场分布不均的情况，电缆终端应力控制管采用纳米无机物与聚合有机物混合技术制备的非线性介电或非线性电导复合材料，实现材料性能参数与空间电场的自适应匹配[4-6]。但SiC、ZnO及SiO2等无机纳米粒子与聚合物基体在分子结构上具有较大差异性，纳米粒子容易团聚。为解决纳米粒子在聚合物基体中分散性低这一...
