外电场对硅烷交联聚乙烯电介质材料分子空间结构影响的分子模拟研究

来源期刊：绝缘材料2018年第10期

论文作者：李亚莎 花旭 代亚平 沈星如 王成江

文章页码：38 - 44

关键词：交联聚乙烯材料;外电场;空间电荷;自由基;分子模拟;

摘    要：为了从分子层面上揭示外电场作用下硅烷交联聚乙烯电缆材料内部分子结构特性的变化情况,采用计算量子化学模拟方法构建硅烷交联聚乙烯分子模型。沿聚乙烯主链方向施加不同大小的电场,分析硅烷交联聚乙烯分子的稳态总能量、偶极矩、分子极化率、电荷分布、能隙和红外光谱变化规律。结果表明:随着电场强度的增大,硅烷交联聚乙烯分子结构发生明显变化。当电场强度达到一定值后,分子稳定结构遭到破坏进而出现断键现象。硅烷交联聚乙烯分子在强电场作用下,主链两端的C-C键和C-H键最先断裂形成自由基。分子内部电荷在电场作用下发生转移,使得聚乙烯链端部C、H原子带电量最大且不断增加,最终导致断键后的C、H自由基带有较高电荷量。这些游离的自由基会形成空间电荷,外电场越大,空间电荷量越大。这些电介质内部微观特性的变化对研究交联聚乙烯电缆的电树枝老化机理具有重要意义。