纳米PTFE对低密度聚乙烯空间电荷特性与直流介电性能的影响

作者：韩冰; 郑昌佶^*; **明; 赵洪

来源：复合材料学报, 2023, 1-12.

DOI：10.13801/j.cnki.fhclxb.20231025.004

• PTFE
• 纳米复合材料
• LDPE
• 空间电荷
• 电导电流
• 直流击穿

为研究驻极体材料纳米聚四氟乙烯(PTFE)对低密度聚乙烯(LDPE)空间电荷特性及直流介电性能的影响，选用纳米PTFE粉末与低密度聚乙烯(LDPE)共混，制备得到不同填料质量分数(0.1%，0.3%，0.5%)的纳米PTFE/LDPE复合材料。扫描电子显微镜(SEM)中图像表明，粒径为20 nm左右的PTFE粒子在LDPE基体中分散性良好，结晶尺寸减小。傅里叶红外光谱(FTIR)表明掺杂纳米PTFE粒子不会改变LDPE原有的化学结构。差式扫描量热仪(DSC)表明纳米PTFE粒子作为异相成核剂促进了材料的异相成核，提高了复合材料的结晶度。利用电声脉冲法(PEA)测试了室温下纳米复合材料的空间电荷分布，并测试了纳米复合材料的电导电流特性及直流击穿特性，结果表明，较低掺杂含量的纳米复合材料能明显抑制材料内部的空间电荷积聚，并且提高了复合材料空间电荷注入的阈值场强和材料的耐电强度。热刺激电流(TSC)结果表明掺杂含量较少时，纳米复合材料的陷阱能级最深，并随着掺杂含量的增加，纳米复合材料的陷阱能级逐渐变浅，浅陷阱密度逐渐增大。最后利用Materials Studio软件仿真分析F原子对LDPE陷阱能级的影响，表明F原子较强的电负性是影响纳米PTFE/LDPE复合材料陷阱能级的重要因素。

• 单位
  哈尔滨理工大学