Page 93 - 《橡塑技术与装备》2023年7期

材料与配方 陈钰珺 等·退役硅橡胶复合绝缘子的表面污秽及老化特性分析

聚合物中的交联结构发生解交联，使材料的 Al 和 S 元 拉曼谱图，对比下可看到黑点处的拉曼谱图在 1 600
素含量增加，可见，复合绝缘子老化的本质是材料的 cm -1 处多了一道信号峰，这道信号峰是炭的特征峰，
降解，可以通过观察材料表面微观形貌及元素分析变 这说明废旧复合绝缘子的硅橡胶伞裙在服役过程中出
化就能够反映其老化程度。 现了炭化现象，这可能是有机硅组分在长期高电压作
图 5(a）为退役复合绝缘子的表面黑点处测得的 用下产生的。
拉曼谱图，(b）是退役复合绝缘子的常规表面测得的

图 5 退役复合绝缘子的硅橡胶伞裙表面处污秽物的拉曼谱图

2.2 FTIR 光谱分析 由图 6 可知，ATH 在 3 200~3 700 cm -1 波数范围

硅橡胶大分子结构由 Si—O—Si 主链和侧基 Si— 内包含了 3 372、3 439、3 525、3 619 cm -1 共 4 个
CH 3 组成 [11] 。图 6 的光谱分析显示了不同的吸收谱带， 特征峰，与硅橡胶中羟基位置的特征峰类似，说明硅
如表 2 所示。 橡胶的红外光谱中 3 200~3 700 cm -1 波数范围内的 4
个特征峰主要与 ATH 有关。对比新、旧硅橡胶复合绝
缘子，红外光谱的主要特征峰各波段未发生明显移动，
未有新的特征峰出现，也未有新的化学键生成，而在
1 080.23 cm -1 处 Si—O 键和 1 014.21 cm -1 处 Si—C
键吸收峰增加，说明其 Si—O—Si 键和 Si—C 键发生
断裂，有机硅分子发生迁移流失，因此可以判定废旧
硅橡胶复合绝缘子表面已经被老化。
2.3 热重分析
复合绝缘子伞裙中质量占比较大的成分主要有 3
种 ：硅橡胶主要成分聚二甲基硅氧烷 , 阻燃剂氢氧化
图 6 新硅橡胶复合绝缘子、旧硅橡胶复合绝缘子的 铝和增强剂白炭黑 [12] 。新、旧复合绝缘子的热重分
FT-IR 光谱
析图如图 7 所示。由图 7 我们可以得知复合绝缘子的
表 2 新硅橡胶复合绝缘子的红外光谱图的峰位及振动模
式的归属 热重曲线分为三个阶段 ：第一阶段，即复合绝缘子水
-1
峰位 /(cm ) 归属 分的蒸发过程 ；第二阶段中，由于 ATH 的降解温度
3 200~3 700 ATH 的特征峰
2 963 C—H 键伸缩振动 最低但首先在高温下分解，该阶段的质量减少是因
1 259.47 与 Si 直接相连的—CH 3 基的对称变形振动 为主要分解产物是水 [13] ，此阶段的主要化学反应为 :
1 080.23 Si—O 键伸缩振动
1 014.21 Si—C 键伸缩振动 2Al(OH) 3 →2AlOOH +2H 2 O ；第三阶段中，重量的减
794.38 —CH 3 基的平面内弯曲振动和 Si—C 键伸缩振动
轻是由于硅橡胶的热分解，而硅橡胶中的无机填料由

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