《用于电场诱导蒙脱土在聚乙烯中取向排列的装置和方法.pdf》由会员分享，可在线阅读，更多相关《用于电场诱导蒙脱土在聚乙烯中取向排列的装置和方法.pdf（13页完整版）》请在专利查询网上搜索。
1、(10)申请公布号 CN 102831992 A (43)申请公布日 2012.12.19 C N 1 0 2 8 3 1 9 9 2 A *CN102831992A* (21)申请号 201210287254.7 (22)申请日 2012.08.13 H01B 19/00(2006.01) C08L 23/06(2006.01) C08K 3/34(2006.01) (71)申请人重庆大学 地址 400044 重庆市沙坪坝区沙坪坝正街 174号 (72)发明人杨丽君 廖瑞金 顾佳 柏舸 李剑 徐积全 李萧 (74)专利代理机构北京同恒源知识产权代理有 限公司 11275 代理人王海权 (54。
2、) 发明名称 用于电场诱导蒙脱土在聚乙烯中取向排列的 装置和方法 (57) 摘要 本发明公开了一种用于电场诱导蒙脱土在聚 乙烯中取向排列的装置，包括上电极和下电极， 上、下电极相对设置，通电后将在两者之间形成均 匀电场空间，该均匀电场空间内用于放置样品容 纳器，上电极和下电极上分别设置有高压接入端 和接地端，基于该取向排列的装置，本发明还提供 了一种系统和方法，该方法采用一个工频交流电 源使熔融状态下的低聚乙烯/蒙脱土复合材料中 的蒙脱土沿平行于电场方向取向排列，对于垂直 于诱导电场方向生长的电树枝，具有能提高电树 枝引发起始电压、降低电树枝引发率、延缓电树枝 生长速度、减少电树枝生长长度，同。
3、时工艺简单、 成本较低、经济实惠的优点。 (51)Int.Cl. 权利要求书2页 说明书7页 附图3页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书 2 页 说明书 7 页 附图 3 页 1/2页 2 1.用于电场诱导蒙脱土在聚乙烯中取向排列的装置，其特征在于：所述装置包括上电 极和下电极，所述上、下电极相对设置，通电后将在两者之间形成均匀电场空间，该均匀电 场空间内用于放置样品容纳器，所述样品容纳器包括一硬质板材，所述板材上设置有通孔， 所述样品先放置在通孔内，样品的上下表面分别紧贴设置一层聚酯薄膜进行封闭，通过热 压成型，成型后，再在上下表面的聚酯薄膜上再分别附上。
4、一层环氧玻纤板，形成样品容纳 器，上电极和下电极这两者的其中一个电极设置有高压接入端，而另一个电极设置有接地 端。 2.根据权利要求1所述的用于电场诱导蒙脱土在聚乙烯中取向排列的装置，其特征在 于：所述装置还包括辅助压紧机构，所述辅助压紧机构用于对上、下电极板施加压力，使上 电极、下电极、环氧玻纤板、聚酯薄膜及样品保持紧密接触。 3.根据权利要求2所述的用于电场诱导蒙脱土在聚乙烯中取向排列的装置，其特征在 于：所述辅助压紧机构包括绝缘底座，所述绝缘底座上设置有套筒安装架，所述套筒安装架 上设置有带有内螺纹的套筒，所述套筒内安装有带外螺纹的绝缘抵紧杆，两者采用螺纹配 合，所述绝缘抵紧杆的下端与上。
5、电极相对设置，通过使绝缘抵紧杆沿套筒向下移动，对上电 极施加向下的压力，使上电极、下电极、环氧玻纤板、聚酯薄膜及样品保持紧密接触。 4.根据权利要求1所述的用于电场诱导蒙脱土在聚乙烯中取向排列的装置，其特征在 于：所述样品容纳器采用的硬质板材为厚度为0.5mm、直径为200mm的圆形钢板，所述通孔 采用直径为100mm的圆孔，聚酯薄膜采用厚度为0.1mm、直径为250mm的圆形薄膜，环氧玻纤 板采用厚度为0.5mm、直径为250mm的圆形玻纤板。 5.根据权利要求1所述的用于电场诱导蒙脱土在聚乙烯中取向排列的装置，其特征在 于：所述上电极设置有高压接入端，所述下电极设置有接地端。 6.根据权利。
6、要求1或2所述的用于电场诱导蒙脱土在聚乙烯中取向排列的装置，其特 征在于：所述上、下电极由两块厚度为10mm、直径为170mm的圆形黄铜板组成，电极边缘均 进行倒角处理。 7.用于电场诱导蒙脱土在聚乙烯中取向排列的系统，其特征在于：包括如权利要求1 至6任一所述的装置，还包括加热装置和加电压装置，所述加电压装置用于向电极提供高 压输入，所述加热装置上设置有用于引入高压电源线和接地线的套管。 8.如权利要求7所述的用于电场诱导蒙脱土在聚乙烯中取向排列的系统，其特征在 于：所述加热装置为一台温度至少可调至170且上端带有套管的老化箱。 9.采用如权利要求7或8所述的系统实现电场诱导蒙脱土在聚乙烯中。
7、取向排列的方 法，其特征在于：包括以下步骤： 步骤1：制备样品容纳器：以蒙脱土含量为35%的颗粒状的聚乙烯/蒙脱土复合材 料作为样品，置于通孔内，上下各覆一层聚酯薄膜，在平板硫化机上进行热压，热压温度为 150180，热压时间为1030min； 步骤2：装样品与接线：压好后，再在上、下聚酯薄膜的表面各附上一层环氧玻纤板，然 后将样品容纳器放入上电极和下电极之间；操作辅助压紧机构，使上电极、下电极、环氧玻 纤板、聚酯薄膜及样品紧密接触；此时，再将形成一体的取向排列的装置放入加热装置中， 加电压装置的高电压输出线穿过加热装置的套管与电极的高压接入端相连，地线与接地端 相连； 权 利 要 求 书CN。
8、 102831992 A 2/2页 3 步骤3：加热：将加热装置的温度调至170250并保持1020min，使样品达到熔融状 态； 步骤4：加电场：保持加热温度恒定不变，通过加电压装置向样品施加强度为1820kV/ mm的工频交流电场，时间为101）min； 步骤5：降温去电场：保持电场不变，让老化箱停止加热，等温度自然降低至100以下 时，撤去电场。 步骤6：等老化箱内温度慢慢冷却至室温时，高压接入端接地线放电，取出排列取向的 装置和样品，结束。 权 利 要 求 书CN 102831992 A 1/7页 4 用于电场诱导蒙脱土在聚乙烯中取向排列的装置和方法 技术领域 0001 本发明属于电气。
9、设备的聚合物绝缘材料的改性技术领域，具体涉及电场诱导蒙脱 土在电气设备的聚乙烯绝缘材料中取向分散的装置，同时还涉及一种用于电场诱导蒙脱土 在聚乙烯中取向排列的系统和方法。 背景技术 0002 电气设备的聚合物绝缘材料在高电场长期作用下，内部存在的缺陷极易引发局部 放电，并导致电树枝产生和发展。树枝老化是一种出现在聚合物中的电老化现象，因其放电 破坏通道的形状与树枝相似而得名。电树枝老化通道的发展将造成材料的绝缘性能降低， 最终导致绝缘失效，电气设备损坏。如何改进聚合物绝缘材料的抗电树枝老化能力，是目前 本领域研究的热点课题。 0003 随着对聚合物电树枝化研究的不断深入，采取的抑制电树枝的方法。
10、也再不断得深 入和提高。目前，抑制电树枝化的着手点为：改善电场分布、避免电场集中、抑制空间电荷、 削弱局部放电等，归纳起来，主要有以下三个措施： 0004 1、完善电缆结构。例如：用半导电聚合物来替代浸渍的半导电带。 0005 2、改进制造工艺。例如：为了减少半导电屏蔽层和绝缘层间界面处缺陷，所采用的 三层同时挤出工艺；为了减少绝缘中的残余应力和改善结晶状态，所采用的绝缘后处理工 艺；为了减少杂质和微孔，所采用的超净化技术等。 0006 3、改进材料成分。例如：在聚乙烯绝缘中，加入电压稳定剂以抑制电树枝的引发。 0007 以上抑制措施，绝大部分尚处于理论研究或实验验证阶段，有的在发挥抑制作用 。
11、的同时却存在成本高、工艺复杂、带来其他负面效应。所以，需继续探索实际中确实行之有 效且经济实惠、简单容易的抑制电树枝的新方法。 0008 在电场力作用下，粒子在液体介质中受到多种力的作用，如：电场的极化作用、热 运动、流体拉伸作用、重力等，如果电场的极化作用占主导地位，粒子将在液体介质中沿电 场方向排列。国内外学者已利用电场诱导技术，成功实现了碳纳米管、石墨纳米片、玻璃纤 维等在聚合物基体中取向排列。例如：2005年8月3日公开的公开号为1649094的“制备 纳米间隙的外电场诱导取向沉积方法”，介绍了一种电场诱导金属在电场梯度最大的电极 对尖端处取向生长的方法。粒子受电场诱导在基体中取向排列。
12、后，往往表现出各向异性。由 此，材料沿取向方向和垂直于取向方向的光学性能、力学性能、热血性能等将发生改变，材 料的整体性能得到提升。 0009 蒙脱土是一种纳米级的层状硅酸盐，将它加入到聚乙烯中，能有效的抑制电树枝 生长，原因是： 0010 1、蒙脱土像屏障一样延长电树枝的放电距离； 0011 2、蒙脱土阻隔气体、液体，延缓化学分解和汽化； 0012 3、蒙脱土与聚乙烯形成界面势垒对轰击聚乙烯的电子产生散射作用。 0013 但是蒙托土在聚乙烯基体中随机排列，以上“阻挡”等作用无法发挥到最佳，因此， 说 明 书CN 102831992 A 2/7页 5 在此方面还有待改进。 发明内容 0014 。
13、有鉴于此，本发明的目的之一是提供一种用于电场诱导蒙脱土在聚乙烯中取向排 列的装置；本发明的目的之二是提供一种用于电场诱导蒙脱土在聚乙烯中取向排列的系 统；本发明的目的之三是提供一种利用上述系统实现电场诱导蒙脱土在聚乙烯中取向排列 的方法。该方法采用一个工频交流电源使熔融状态下的低聚乙烯/蒙脱土复合材料中的蒙 脱土沿平行于电场方向取向排列，对于垂直于诱导电场方向生长的电树枝，具有能提高电 树枝引发起始电压、降低电树枝引发率、延缓电树枝生长速度、减少电树枝生长长度，同时 工艺简单、成本较低、经济实惠的优点。 0015 本发明的目的之一是通过以下技术方案实现的： 0016 该种用于电场诱导蒙脱土在聚。
14、乙烯中取向排列的装置，包括上电极和下电极，所 述上、下电极相对设置，通电后将在两者之间形成均匀电场空间，该均匀电场空间内用于放 置样品容纳器，所述样品容纳器包括一硬质板材，所述板材上设置有通孔，所述样品先放置 在通孔内，样品的上下表面分别紧贴设置一层聚酯薄膜进行封闭，通过热压成型，成型后， 再在上下表面的聚酯薄膜上再分别附上一层环氧玻纤板，形成样品容纳器，所述上电极和 下电极上分别设置有高压接入端和接地端； 0017 进一步，所述装置还包括辅助压紧机构，所述辅助压紧机构用于对上、下电极板施 加压力，使上电极、下电极、环氧玻纤板、聚酯薄膜及样品保持紧密接触； 0018 进一步，所述辅助压紧机构包。
15、括绝缘底座，所述绝缘底座上设置有套筒安装架，所 述套筒安装架上设置有带有内螺纹的套筒，所述套筒内安装有带外螺纹的绝缘抵紧杆，两 者采用螺纹配合，所述绝缘抵紧杆的下端与上电极相对设置，通过使绝缘抵紧杆沿套筒向 下移动，对上电极施加向下的压力，使上电极、下电极、环氧玻纤板、聚酯薄膜及样品保持紧 密接触； 0019 进一步，所述样品容纳器采用的硬质板材为厚度为0.5mm、直径为200mm的圆形钢 板，所述通孔采用直径为100mm的圆孔，聚酯薄膜采用厚度为0.1mm、直径为250mm的圆形薄 膜，环氧玻纤板采用厚度为0.5mm、直径为250mm的圆形玻纤板； 0020 进一步，所述上电极设置有高压接入。
16、端，所述下电极设置有接地端； 0021 进一步，所述上、下电极由两块厚度为10mm、直径为170mm的圆形黄铜板组成，电 极边缘均进行倒角处理。 0022 本发明的目的之二是通过以下技术方案实现的： 0023 该种用于电场诱导蒙脱土在聚乙烯中取向排列的系统，包括如前所述的装置，还 包括加热装置和加电压装置，所述加电压装置用于向电极提供高压输入，所述加热装置上 设置有用于引入高压电源线和接地线的套管。 0024 进一步，所述加热装置为一台温度至少可调至170且上端带有套管的老化箱。 0025 本发明的目的之三是通过以下技术方案实现的： 0026 利用上述的系统实现电场诱导蒙脱土在聚乙烯中取向排列。
17、的方法，包括以下步 骤： 0027 步骤1：制备样品容纳器：以蒙脱土含量为15的颗粒状的聚乙烯/蒙脱土复 说 明 书CN 102831992 A 3/7页 6 合材料作为样品，置于通孔内，上下各覆一层聚酯薄膜，在平板硫化机上进行热压，热压温 度为150180，热压时间为1030min； 0028 步骤2：装样品与接线：压好后，再在上、下聚酯薄膜的表面各附上一层环氧玻纤 板，然后将样品容纳器放入上电极和下电极之间；操作辅助压紧机构，使上电极、下电极、环 氧玻纤板、聚酯薄膜及样品紧密接触；此时，再将形成一体的取向排列的装置放入加热装置 中，加电压装置的高电压输出线穿过加热装置的套管与电极的高压接入。
18、端相连，地线与接 地端相连； 0029 步骤3：加热：将加热装置的温度调至170250并保持1020min，使样品达到熔 融状态； 0030 步骤4：加电场：保持加热温度恒定不变，通过加电压装置向样品施加强度为 1820kV/mm的工频交流电场，时间为1015min。 0031 步骤5：降温去电场：保持电场不变，让老化箱停止加热，等温度自然降低至100 以下时，撤去电场。 0032 步骤6：等老化箱内温度慢慢冷却至室温时，高压接入端接地线放电，取出排列取 向的装置和样品，结束。 0033 本发明的有益效果是： 0034 1、装置简单、牢固：整个装置结构紧凑，部件由强度较好的材质制成，能够确保牢。
19、 固性，各部件间由螺栓固定或螺纹咬合而成，连接牢固，拆卸或组装非常方便； 0035 2、占地面积小：装置占地面积小，不用的时候，可拆为若干小部件，方便存放，节约 空间； 0036 3、安全性高：首先，取向诱导装置架采用优良的绝缘材料制成，使样品与部件间保 有一定的安全距离，其次，样品放在关闭的加热装置中加热，高压端通过上端的套管接入， 避免了人与的带电样品相接触，保证了操作人员的安全性。再次，样品上下表面附有聚酯薄 膜和环氧玻纤板，在样品和电极间形成有效的绝缘，聚酯薄膜和环氧玻纤板的面积大于样 品和电极，延长了放电距离，削弱了沿面放电引起的击穿，这样就使诱导电场能安全的升高 到设计的强度； 0。
20、037 4、有效性：样品放在加热箱中加热，高压端由套管接入，这样的设计能轻松实现将 复合材料加热至熔融状态后，在保持温度不变的情况下施以设计的电场强度，保证了蒙脱 土在电场极化力的作用下，克服粘滞阻力和热运动力等而发生趋于平行于电场方向的有效 的取向翻转； 0038 5、灵活性：利用加电压装置可以对施加的电压进行连续的调节，再改变材料的厚 度，可以得到不同强度的诱导电场，就能对厚度不同、温度不同或蒙脱土含量不同的材料实 现不同程度的取向诱导。 0039 本发明可广泛用于改进聚合物材料的抗电树枝能力，特别是提高电力电缆绝缘层 材料聚乙烯的抗电树枝特性，以保证电力电缆的安全可靠运行。 0040 本。
21、发明的其他优点、目标和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述，并 且在某种程度上，基于对下文的考察研究对本领域技术人员而言将是显而易见的，或者可 以从本发明的实践中得到教导。本发明的目标和其他优点可以通过下面的说明书和权利要 求书来实现和获得。 说 明 书CN 102831992 A 4/7页 7 附图说明 0041 为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进 一步的详细描述，其中： 0042 图1是本发明试验装置的正面视图； 0043 图2为不同样品的紫外光透射率示意图； 0044 图3为紫外光（UV）入射示意图； 0045 图4为电场诱导前后MMT分散示意图。
22、和样品断面的SEM图； 0046 图5为不同样品的电树枝生长过程示意图。 具体实施方式 0047 以下将参照附图，对本发明的优选实施例进行详细的描述。应当理解，优选实施例 仅为了说明本发明，而不是为了限制本发明的保护范围。 0048 图1中，1-稠木棒a，2-上环氧玻纤板a，3-螺栓,4-稠木棒b，5-聚四氟乙烯套 筒，6-螺纹，7-环氧玻纤板b，8-聚酯薄膜，9-高压接入端，10-上电极，11-接地端，12-下 环氧玻纤板c，13-环氧玻纤板d，14-下电极，15样品容纳器，16-样品。 0049 该取向排列的装置包括上电极10和下电极14，上、下电极相对设置，通电后将在 两者之间形成均匀电。
23、场空间，该均匀电场空间内用于放置样品容纳器，本实施例中，样品容 纳器由一块厚度为0.5mm、直径为200mm的圆形钢板在圆心处设置一个直径为100mm的圆形 通孔制成。当样品放入通孔后，样品上下表面紧贴着附上一层厚度为0.1mm、直径为250mm 的圆形聚酯薄膜8进行封闭，通过热压成型，成型后，然后再在上下聚酯薄膜8的表面各附 上一层厚度为0.5mm、直径为250mm的圆形环氧玻纤板17，形成样品容纳器。 0050 本实施例中，上、下电极由两块厚度为10mm、直径为170mm的圆形黄铜板组成，电 极边缘均进行倒角处理。上电极在距离边缘10mm处带有了一个方向向上、直径为20mm、高 为30mm。
24、、上端带孔、黄铜材质的螺栓，以便高压接入端9接线。下电极的圆心处带有一个方 向向下、直径为20mm、高为30mm、上端带孔、黄铜材质的螺栓，以便固定下电极和接地端接 线。 0051 该装置还包括辅助压紧机构，辅助压紧机构用于对上、下电极板施加压力，使上电 极、下电极、环氧玻纤板、聚酯薄膜及样品保持紧密接触。本实施例中，辅助压紧机构包括绝 缘底座，绝缘底座上设置有套筒安装架，套筒安装架上设置有带有内螺纹的套筒，套筒内安 装有带外螺纹的绝缘抵紧杆，两者采用螺纹配合，绝缘抵紧杆的下端与上电极相对设置，通 过使绝缘抵紧杆沿套筒向下移动，对上电极施加向下的压力，使上电极、下电极、环氧玻纤 板、聚酯薄膜及。
25、样品保持紧密接触，具体而言，绝缘底座即为图中的下环氧玻纤板c12，套筒 安装架由上环氧玻纤板a和四根起支撑固定作用的稠木棍1所组成。上下两块环氧玻纤板 大小相等，呈厚为20mm、边长为300mm的正方形，四个顶点处各挖有一个直径为20mm的圆 孔，稠木棒呈长为250mm、直径为20mm的圆柱体，上下两端攻有螺纹，环氧玻纤板和稠木棍 通过螺栓固定在一起。上环氧玻纤板a2的中心挖了一个直径为70mm的圆孔，该孔中镶嵌 了一个高为40mm、外径为70mm、内径为35mm、内壁带有螺纹的聚四氟乙烯套筒5。绝缘抵紧 杆采用直径为35mm、长250mm带有外螺纹的圆柱形稠木棒b4，通过转动绝缘抵紧杆的手柄。
26、， 说 明 书CN 102831992 A 5/7页 8 可使绝缘抵紧杆在套筒中上下旋动。绝缘抵紧杆的下端还通过螺纹连接了一个厚为35mm、 直径为150mm的环氧玻纤板d13。下环氧玻纤板c的中心有一个直径为20mm的小孔，供下 电极的螺栓穿过以便固定下电极。 0052 当然，辅助压紧装置的结构不限于上述所公开的这一种，对于本领域的技术人员 来说，还可以采用其他方式，如电机带动下压活塞的方式或者在上、下电极板上设置液压 夹具的方式为上下电极提供相向的夹紧力，只要能够用于对上、下电极板施加压力，使上电 极、下电极、环氧玻纤板、聚酯薄膜及样品保持紧密接触，就可以应用于本发明的装置上。 0053 。
27、基于上述装置，本发明还提供了一种用于电场诱导蒙脱土在聚乙烯中取向排列的 系统，包括如前所述的取向排列的装置，还包括加热装置和加电压装置，加电压装置用于向 电极提供高压输入，加热装置上设置有用于引入高压电源线和接地线的套管，加热装置为 一台温度至少可调至170且上端带有套管的老化箱。 0054 本发明还公开了一种采用如前所述的系统实现电场诱导蒙脱土在聚乙烯中取向 排列的方法，以下将通过三个实施例对该方法进行说明。 0055 实施例一 0056 包括以下步骤： 0057 步骤1：制备样品容纳器：以蒙脱土含量为1的颗粒状的聚乙烯/蒙脱土复合材 料作为样品，置于通孔内，上下各覆一层聚酯薄膜，在平板硫化。
28、机上以150的模压温度，热 压30分钟。样品腔15厚度为0.5mm，热压后样品厚度为0.75mm； 0058 步骤2：装样品与接线：压好后，再在上、下聚酯薄膜的表面各附上一层环氧玻纤 板，然后将样品容纳器放入上电极和下电极之间；操作辅助压紧机构，使上电极、下电极、环 氧玻纤板、聚酯薄膜及样品紧密接触；此时，再将形成一体的取向排列的装置放入加热装置 中，加电压装置的高电压输出线穿过加热装置的套管与电极的高压接入端相连，地线与接 地端相连； 0059 步骤3：加热：将老化箱的温度调至170并保持20min，使样品16达到熔融状态； 0060 步骤4：加电场：保持加热温度恒定不变，通过加电压装置向样。
29、品施加强度为 18kV/mm的工频交流电场，时间为15min； 0061 步骤5：降温去电场：保持电场不变，让老化箱停止加热，等温度自然降低至100 以下时，撤去电场。 0062 步骤6：等老化箱内温度慢慢冷却至室温时，高压接入端接地线放电，取出排列取 向的装置和样品，结束。 0063 实施例二 0064 与实施例一的不同之处在于，若要对电场诱导取向后的样品进行电树枝引发试 验，为了便于后期在样品中插入直径为4mm的针电极，改用厚度为20mm的铁板制成样品腔， 热压后样品厚度为23mm。其他操作的参数选择： 0065 步骤1中，在平板硫化机上以180的模压温度，热压10分钟； 0066 步骤3。
30、中，将老化箱的温度调至250并保持10min，使样品16达到熔融状态； 0067 步骤4中，保持加热温度恒定不变，通过加电压装置向样品施加强度为20kV/mm的 工频交流电场，时间为10min。 0068 实施例三 说 明 书CN 102831992 A 6/7页 9 0069 为了取得不同的电树枝抑制效果，蒙脱土添加量改为3%。此时蒙脱土含量增加，聚 乙烯/蒙脱土复合材料的粘度也就增加，蒙脱土在电场诱导取向的过程中所受的粘滞阻力 增大。要使电场诱导蒙脱土取向的效果不变，将加热温度依次升高到200和250，以减 少复合材料的粘度，使蒙脱土顺利取向翻转。其他操作的参数选择： 0070 步骤1中，。
31、在平板硫化机上以155的模压温度，热压22分钟； 0071 步骤3中，将老化箱的温度调至220并保持15min，使样品达到熔融状态； 0072 步骤4中，保持加热温度恒定不变，通过加电压装置向样品施加强度为19kV/mm的 工频交流电场，时间为12min。 0073 实施例四 0074 为了取得不同的电树枝抑制效果，蒙脱土添加量改为5%，其他操作与实施例三相 同。 0075 以实施例一的得到的蒙脱土为实验对象，对其性质和特性做以下探讨： 0076 一、电场诱导蒙脱土取向效果 0077 1）紫外光透射率 0078 纳米粒子在聚合物中的分散形态直接影响光线在复合材料中的传播。相同厚度的 电场诱导前。
32、后的样品的紫外光透射率如图2所示。其中，纯低密度聚乙烯、电场诱导后的低 密度聚乙烯、低密度聚乙烯/蒙脱土复合材料、电场诱导后的低密度聚乙烯/蒙脱土复合材 料依次简写为：LDPE、LDPE（AC）、LDPE/MMT、LDPE/MMT(AC)。紫外光沿平行于诱导电场的方 向入射，具体如图3所示。 0079 从图2可知：1）LDPE/MMT的透光率明显小于LDPE，说明MMT对紫外光有一定的阻 挡作用；2）LDPE/MMT(AC)的透光率略大于LDPE/MMT；3）LDPE(AC)的透光率与LDPE几乎相 等，表明2）的结果不是由电场诱导LDPE所引起的。综上，经电场诱导后MMT对平行于电场 方向入。
33、射的紫外光的阻挡作用减弱，也就是说MMT发生了趋于平行于光线入射方向也就是 诱导电场方向的取向排列，具体如图3（b）所示。 0080 2）SEM 0081 利用液氮对电场诱导前后的样品进行脆断，在室温下，用场发射扫描式电子显微 镜（FEI Nova 400 nano SEM）对断面进行观测，结果如图4所示。 0082 电场诱导前，蒙脱土在低密度聚乙烯基体中随机排列。电场诱导后，原垂直于电场 方向的蒙脱土（如图3.（a）中椭圆圈所示）数量减少了，而平行于电场方向的蒙脱土（如图 3（b）中方框所示）数量增加了。结合电场诱导前后蒙脱土的分散示意图可推知，在电场极 化作用下，部分蒙脱土发生了趋于平行于。
34、诱导电场方向的的取向排列。 0083 二、电场诱导蒙脱土取向前后材料的电树枝生长特性 0084 对样品施加工频交流电压，升压速度为0.5kV/min，以电树枝生长长度到达10m 时的电压作为电树枝引发起始电压，每种样品重复7次，求平均电树枝起始电压。结果发 现，电场诱导MMT取向排列后材料的平均电树枝起始电压由8kV升高到11.5kV。 0085 以8kV的电压对每一种样品的8个式样同时进行电树枝引发实验，发现加压20min 后LDPE/MMT的电树枝引发率为88%，而LDPE/MMT(AC)的电树枝引发率下降到57%。 0086 图5为电场诱导蒙脱土取向前后材料的电树枝的生长过程。LDPE/。
35、MMT加压20min 就引发出电树枝，随后电树枝较快的生长。LDPE/MMT(AC)在加压20min至60min才逐渐引 说 明 书CN 102831992 A 7/7页 10 发出电树枝，之后电树枝缓慢生长，无论是沿电场方向还是垂直于电场方向，LDPE/MMT(AC) 的电树枝长度都明显小于LDPE/MMT，前者的长度仅为后者的1/31/2左右。 0087 综上，电场诱导蒙脱土取向排列后低密度聚乙烯/蒙脱土复合材料电树枝引发困 难、电树枝生长缓慢、电树枝生长长度缩短，即材料具有了较好的电树枝抑制能力。 0088 最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较 佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技 术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明 的权利要求范围当中。 说 明 书CN 102831992 A 10 1/3页 11 图1 图2 说 明 书 附 图CN 102831992 A 11 2/3页 12 图3 说 明 书 附 图CN 102831992 A 12 3/3页 13 图4 图5 说 明 书 附 图CN 102831992 A 13 。