納米碳酸鈣改性ADSS光纜高密度聚乙烯護(hù)套材料的力學(xué)性能.pdf

1、高密度聚乙烯(HDPE)由于其優(yōu)異的絕緣性和耐環(huán)境應(yīng)力開裂性而適用于10-35kV ADSS光纜護(hù)套材料，力學(xué)性能優(yōu)良的HDPE可進(jìn)一步提高ADSS光纜的抗張能力，減少其主要承載元件芳綸紗的使用量，從而降低成本并拓展其應(yīng)用領(lǐng)域。
　　本文采用納米碳酸鈣對HDPE護(hù)套料進(jìn)行改性，旨在優(yōu)化其力學(xué)性能。首先，采用鋁酸酯(ACA)、鈦酸酯(TCA)和復(fù)合酯(CECA)三種偶聯(lián)劑對納米碳酸鈣進(jìn)行表面改性，以改善其顆粒團(tuán)聚和與基體相容性差的問

2、題。采用活化度分析研究改性納米碳酸鈣(CA-CaCO3)的改性效果，并確定各偶聯(lián)劑的最佳改性工藝;采用紅外光譜(FT-IR)和熱失重分析(TGA)研究偶聯(lián)劑對納米碳酸鈣的包覆效果;采用掃描電子顯微鏡(SEM)、比表面積、沉降體積三種分析方法研究改性納米碳酸鈣顆粒的表面形貌和分散性。其次，采用熔融法制備碳酸鈣/高密度聚乙烯(CaCO3/HDPE)光纜護(hù)套材料和其他無機(jī)納米顆粒/HDPE護(hù)套材料，對各護(hù)套材料的力學(xué)性能進(jìn)行對比分析;并對CA

3、-CaCO3/HDPE護(hù)套材料的電學(xué)性能和熱老化性能進(jìn)行了研究。
　　研究表明:經(jīng)復(fù)合酯改性的碳酸鈣(CECA-CaCO3)活化度最高(接近100％)，其最佳改性工藝為:CaCO3濃度8.5％，改性時(shí)間70min，溫度75℃，CECA用量大于等于4wtt％;偶聯(lián)劑成功包覆于納米CaCO3表面，改性后顆粒尺寸變化不大，比表面積提高，分散效果變好;CECA-CaCO3在基體中的分散性最好，并且力學(xué)性能改善效果優(yōu)于ACA-CaCO3和T

4、CA-CaCO3;偶聯(lián)劑用量不宜過多，否則會(huì)導(dǎo)致護(hù)套料力學(xué)性能的略微降低;未改性納米CaCO3(UM-CaCO3)會(huì)使HDPE護(hù)套料的力學(xué)性能變差;少量(小于等于10wt.％)CA-CaCO3加入會(huì)使HDPE護(hù)套料的力學(xué)性能明顯改善，但含量過多會(huì)影響其在基體中的分散效果，CECA-CaCO3含量為7.5wt.％時(shí)，護(hù)套料的拉伸強(qiáng)度和斷裂伸長率與基體材料相比分別提高16.8％和60.4％。CaCO3填充體系的力學(xué)性能改善效果優(yōu)于SiO2、