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引言
FTIR作為有機(jī)高分子材料常用的分析手段，是用于硅橡膠結(jié)構(gòu)和性能檢測的常用方法，可以用于檢測復(fù)合絕緣子硅橡膠材料老化引起化學(xué)鍵斷裂的情況，用于分析絕緣子硅橡膠老化情況，是評價絕緣子硅橡膠老化狀態(tài)的一種有效方法。
正文
硅橡膠(Silicone Rubber)是一種兼具無機(jī)和有機(jī)性質(zhì)的高分子彈性材料, 其分子主鏈由硅原子和氧原子交替組成(—Si—O—Si—), 側(cè)鏈?zhǔn)桥c硅原子相連接的碳?xì)浠蛉〈細(xì)溆袡C(jī)基團(tuán), 這種基團(tuán)可以是甲基、不飽和乙烯基或其它有機(jī)基團(tuán)。這種低不飽和度的分子結(jié)構(gòu)使硅橡膠具有優(yōu)良的耐熱老化性、耐候老化性、耐紫外線和臭氧侵蝕性，使硅橡膠成為電子工業(yè)、電線電纜、汽車工業(yè)、航空航天、醫(yī)療衛(wèi)生許多領(lǐng)域的首選材料。
高溫硫化（High Temperature Vulcanized, HTV）硅橡膠材料以其優(yōu)良的憎水性、憎水遷移性和恢復(fù)性而成為復(fù)合絕緣子傘裙和護(hù)套的首選材料。復(fù)合絕緣子長期運(yùn)行在表面放電、紫外線、污穢等惡劣條件下，從而引起 HTV 硅橡膠內(nèi)部結(jié)構(gòu)的改變橡膠的大分子鏈發(fā)生斷裂，導(dǎo)致復(fù)合絕緣子發(fā)生老化，其機(jī)械和電氣性能下降，甚至引發(fā)閃絡(luò)、掉串等極端故障，影響電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行。
FTIR作為有機(jī)高分子材料常用的分析手段，可以用于檢測復(fù)合絕緣子材料老化引起化學(xué)鍵斷裂的情況。復(fù)合絕緣子FTIR解譜方法主要包括三類，一類是通過光譜特征峰的高度反映老化的程度，第二類是用光譜特征峰面積的大小反映老化程度，再就是用不同特征峰高度（面積）的比值反映老化程度。以下利用卓立 FI RXF100 ATR型傅里葉變換紅外光譜儀測量不同老化處理后的復(fù)合絕緣子硅橡膠的紅外光譜的結(jié)果。
測試樣品：經(jīng)不同老化處理的三組樣品，包括紅色組、黃色組以及綠色組
圖2 綠色組樣品
圖3 紅色組樣品
圖4 黃色組樣品
實驗結(jié)果分析
圖2-4中，橫坐標(biāo)是波數(shù)，單位是cm-1，縱坐標(biāo)是吸光度。橡膠中的主要成分為 PDMS，其結(jié)構(gòu)比較簡單，從左到右主要由主鏈Si-O-Si結(jié)構(gòu)和側(cè)鏈Si-CH3 組成。在448cm-和784cm-1處的峰是Si-(CH3)2對應(yīng)的吸收峰，在1000到1100cm-1處的吸收峰是Si-O-Si對應(yīng)的吸收峰，在1260cm-1處的吸收峰是Si-CH3對應(yīng)吸收峰，3000cm-1 處對應(yīng) C-H 的吸收峰。3200~3500cm-1 處對應(yīng)O-H對應(yīng)的峰，硅橡膠中含有Al(OH)3作為阻燃劑，同時老化產(chǎn)物也可能氧化為OH，此處吸收峰情況比較復(fù)雜。
從圖2-4可以看到，通過紫外光照以及熱處理后， 組樣品老化以后在1258cm-1、1000cm-1以及784cm-1處峰強(qiáng)稍微變?nèi)酰?紅色組樣品在1000cm-1和784cm-1處峰強(qiáng)明顯變?nèi)?；黃色組紅色樣品1000cm-1、784cm-1以及448cm-1處峰強(qiáng)稍微變?nèi)醺黠@。結(jié)果表明在紫光光照下，樣品主鏈Si-0-Si（1000cm-1）和側(cè)鏈Si-C（1258cm-1）有部分發(fā)生斷裂，另外紅色組樣品C-H鍵（3000cm-1）在2850cm-1等處出現(xiàn)新的小峰，說明C-H發(fā)生部分氧化，造成醛基等新的化學(xué)鍵形成。
總結(jié)
紅外光譜是硅橡膠材料常用的一種表征方法，利用傅里葉變換紅外光譜儀采集不同老化處理復(fù)合絕緣子硅橡膠的紅外光譜可以表征因老化造成的硅橡膠的側(cè)鏈斷裂和氧化情況，是用于評價絕緣子硅橡膠老化狀態(tài)的一種有效方法。
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