研究目的
研究多面体低聚倍半硅氧烷（POSS）对XLPE/POSS纳米复合材料空间电荷行为及陷阱能级的影响。
研究成果
POSS与XLPE之间的界面接触以及聚合物结构对于抑制陷阱和空间电荷积聚至关重要。XLPE中OibPOSS浓度越高，电荷衰减速率越快，并形成浅陷阱，这有利于减少空间电荷的积累。
研究不足
该研究聚焦于非反应性八异丁基多面体低聚倍半硅氧烷（OibPOSS）及其对交联聚乙烯（XLPE）的影响。研究未涉及其他类型的POSS或其反应形式。
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[2018年IEEE第二届绝缘材料国际会议（ICD）- 布达佩斯（2018年7月1日-2018年7月5日）] 2018年IEEE第二届绝缘材料国际会议（ICD）- 多面体低聚倍半硅氧烷（POSS）对XLPE/POSS纳米复合材料空间电荷行为及陷阱能级的影响
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DOI：10.1109/ICD.2018.8514731
出版年份：2018
更新时间：2025-09-09 09:28:46
摘要：
多面体低聚倍半硅氧烷（POSS）作为一种纳米级杂化分子，在聚合物微纳电介质领域备受关注。本研究探讨了原始交联聚乙烯（XLPE）与XLPE/OibPOSS（辛基异丁基多面体低聚倍半硅氧烷）纳米复合材料的空间电荷行为及陷阱能级。采用脉冲电声法（PEA）和热刺激电流法（TSC）两种技术分析空间电荷特性与陷阱分布。通过双螺杆挤出机的熔融共混工艺制备了含1wt%和3wt%辛基异丁基POSS（OibPOSS）的XLPE/POSS纳米复合材料，为获得理想纳米复合物，采用120-180℃低温挤出温度曲线及100rpm转速参数。结合TSC数据与总电荷衰减数据计算复合材料内部的陷阱能级，结果显示两种方法测得的陷阱值相近。研究发现POSS改变了XLPE链段迁移率及电荷陷阱深度：1wt%和3wt%样品主要呈现浅陷阱特征且具有较高电荷复合速率，其电荷衰减速率较原始XLPE更快。研究表明不同浓度POSS与XLPE形成的界面接触以及聚合物结构，均是工业生产中抑制陷阱累积与空间电荷积聚需要考虑的重要参数。
作者：
Muhammad Shoaib Bhutta，Lijun Yang，Zhipeng Ma，Jawad Ahmad，Muhammad Ali Mehmood
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