復(fù)合絕緣子密封膠老化因素研究

楊昌建， 劉云舒， 尚曉光， 辛蕾， 徐丹， 何彥良， 任雙贊， 賈志東

（1.國(guó)網(wǎng)陜西省電力有限公司電力科學(xué)研究院，陜西 西安 710100；2.清華大學(xué) 深圳國(guó)際研究生院，廣東 深圳 518055；3.國(guó)網(wǎng)陜西省電力有限公司西安供電公司，陜西 西安 710000）

0 引 言

復(fù)合絕緣子[1]又稱合成絕緣子、橡膠絕緣子等，隨著我國(guó)污閃事故的頻發(fā)、直流輸電的發(fā)展和特高壓的建設(shè)，其在我國(guó)絕緣子行業(yè)中已經(jīng)占據(jù)了舉足輕重的地位[2-4]。復(fù)合絕緣子主要由傘裙護(hù)套、芯棒和金具組成，傘裙材料主要為高溫硫化硅橡膠等有機(jī)材料，芯棒材料為玻璃纖維浸漬環(huán)氧樹(shù)脂形成的玻璃鋼復(fù)合材料，金具材料為熱鍍有鋅層的碳素鑄鋼或碳素結(jié)構(gòu)鋼。復(fù)合絕緣子中的硅橡膠材料不僅有傘裙護(hù)套用高溫硫化硅橡膠材料，還有密封膠用室溫硫化硅橡膠材料[5-6]。關(guān)于復(fù)合絕緣子用硅橡膠密封材料發(fā)生老化導(dǎo)致密封失效的事故已有多次報(bào)道[7-8]，但是目前對(duì)于特殊環(huán)境下密封膠材料的老化機(jī)理研究還不夠全面。

為研究硅橡膠材料的老化，許多學(xué)者通過(guò)在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)模擬運(yùn)行環(huán)境對(duì)其進(jìn)行單因素或多因素的人工加速老化試驗(yàn)，并對(duì)老化后的試樣進(jìn)行分析，從而得出其老化機(jī)理[9-20]。此類研究方法的優(yōu)點(diǎn)在于老化條件可控，利用控制變量法得到的老化試樣能夠排除許多干擾因素，老化因素與老化現(xiàn)象之間有嚴(yán)謹(jǐn)?shù)南嚓P(guān)性，有利于開(kāi)展老化機(jī)理研究。目前人工加速老化試驗(yàn)采取的老化因素主要有紫外輻照[9-11]、臭氧[12-13]、電暈[14-15]、電弧[16-18]、酸[19-20]、鹽霧[21]及多因素[22-23]并存等。

我國(guó)南方沿海地區(qū)屬于典型的濕熱環(huán)境，一年四季降雨量充沛且持續(xù)降雨時(shí)間較長(zhǎng)。這類環(huán)境下復(fù)合絕緣子密封膠與金具界面試樣發(fā)生老化后容易導(dǎo)致水分侵入壓接界面，引起電網(wǎng)故障[24]。李曉等[25]研究認(rèn)為引起絕緣子密封膠與金具界面試樣老化的因素可能有水、鹽、硝酸、硫酸、金具腐蝕液及溫度等，其作用機(jī)理主要有兩方面：一是導(dǎo)致密封膠表面形成“孔洞”，使其表面粗糙度增大；二是導(dǎo)致密封膠與金具的粘接性變差。為了探究水、鹽、硝酸、硫酸、金具腐蝕液（由于金具腐蝕液呈酸性，本研究利用硝酸和硫酸代替所有酸性物質(zhì)）及溫度對(duì)密封膠試樣的影響，本文選取一組密封膠新樣，分別利用去離子水、鹽溶液、硝酸溶液、硫酸溶液以及不同溫度下酸和鹽的混合溶液模擬不同的老化因素，對(duì)其進(jìn)行28 d的浸泡模擬試驗(yàn)，并利用傅里葉變換紅外光譜（Fourier transform infrared spectroscopy，F(xiàn)TIR）、X射線光電子能譜（X-ray photoelectron spectroscopy，XPS）、掃描電子顯微鏡（scanning electronic microscopy，SEM）和能量色散譜儀（energy dispersive spectrometer，EDS）對(duì)試樣的老化情況進(jìn)行分析。

1 試 驗(yàn)

1.1 試驗(yàn)試樣

根據(jù)文獻(xiàn)[26]的研究結(jié)果，復(fù)合絕緣子密封膠材料的主成分為室溫硫化硅橡膠。對(duì)此，本研究委托某廠家提供了一批用于絕緣子密封膠材料的室溫硫化硅橡膠新樣，并參照文獻(xiàn)[25]設(shè)置常見(jiàn)的老化因素對(duì)其進(jìn)行模擬加速老化試驗(yàn)。圖1所示為所選密封膠新制試樣。

圖1 密封膠新樣Fig.1 Sealant sample

1.2 試驗(yàn)過(guò)程

選用密封膠新樣，通過(guò)控制不同的老化因素來(lái)模擬絕緣子實(shí)際密封膠金具界面試樣在運(yùn)行過(guò)程中所面臨的情況，當(dāng)前關(guān)于硅橡膠材料的酸、鹽等溶液浸泡老化試驗(yàn)沒(méi)有標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)方法可以參照，本研究依據(jù)文獻(xiàn)[27]中的浸泡試驗(yàn)進(jìn)行模擬老化試驗(yàn)；關(guān)于模擬老化時(shí)間也無(wú)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，本研究將其設(shè)定為28 d。

利用去離子水模擬水分對(duì)密封膠試樣的影響，利用鹽溶液模擬水和鹽對(duì)密封膠試樣的影響，利用硝酸、硫酸和鹽的混合溶液模擬金具腐蝕液對(duì)密封膠試樣的影響，利用50℃環(huán)境模擬金具發(fā)熱對(duì)密封膠試樣的影響。參照文獻(xiàn)[28-29]，本試驗(yàn)的鹽溶液為在20℃下電導(dǎo)率為1 750 μs/cm的加鹽自來(lái)水。由于復(fù)合絕緣子在實(shí)際運(yùn)行中密封膠與金具界面處硝酸與硫酸的濃度隨著天氣變化可能會(huì)有一定的變化，為便于研究，本文選取硝酸與硫酸溶液的濃度為2 mol/L。試樣編號(hào)及處理情況如表1所示。

表1 試樣的處理Tab.1 Treatment of test samples

2 結(jié)果與討論

2.1 FTIR測(cè)試分析

為探究不同老化因素對(duì)密封膠新樣的影響，本文首先利用FTIR對(duì)上述9組試驗(yàn)試樣進(jìn)行分析。與文獻(xiàn)[19]研究酸對(duì)含氫氧化鋁硅橡膠的影響不同，本文所選取的密封膠試樣不含氫氧化鋁，酸性液體無(wú)法與氫氧化鋁發(fā)生反應(yīng)，故不會(huì)出現(xiàn)因氫氧化鋁與酸反應(yīng)而導(dǎo)致硅橡膠表面出現(xiàn)孔洞的現(xiàn)象。9組試樣的傅里葉紅外光譜結(jié)果對(duì)比如圖2所示。

圖2 試樣的紅外光譜圖Fig.2 Infrared spectra of the samples

選取波數(shù)為790 cm-1處的Si-(CH3)2基團(tuán)的特征峰作為表征老化的參考依據(jù)，由圖2可知，經(jīng)過(guò)不同應(yīng)力因素的模擬加速老化試驗(yàn)后，各試樣的老化情況大致分為3類：第1類是經(jīng)過(guò)去離子水浸泡的2#試樣，基本未出現(xiàn)老化情況，在790 cm-1處波峰值和未經(jīng)任何處理試樣的波峰值基本保持一致；第2類是室溫環(huán)境下經(jīng)過(guò)硝酸和鹽混合溶液浸泡的6#試樣以及在50℃下經(jīng)過(guò)硫酸與鹽混合溶液浸泡的9#試樣，這一類試樣老化情況最嚴(yán)重，在790 cm-1處波峰值下降較多；第3類試樣是剩余的5組試樣，老化程度介于前兩類試樣之間，在790 cm-1處波峰值差別不大。

選取波數(shù)為3 200～3 400 cm-1的-OH基團(tuán)吸收峰對(duì)上述結(jié)果進(jìn)行比較。由圖2可以看出，4#、5#和6#試樣在該處的波形較明顯，說(shuō)明這3組試樣中生成了-OH基團(tuán)，證明在硝酸溶液浸泡的過(guò)程中由于其強(qiáng)氧化性，密封膠試樣表面會(huì)產(chǎn)生-OH。

綜上所述，去離子水不會(huì)破壞密封膠的硅氧烷基體結(jié)構(gòu)，即水分對(duì)硅氧烷有機(jī)物的影響不大。硝酸、硫酸和鹽溶液均會(huì)對(duì)硅氧烷有機(jī)物有一定的破壞性，但是其對(duì)硅氧烷有機(jī)物的破壞方式不一樣。結(jié)合各試樣在3 200～3 400 cm-1處的吸收峰差別，認(rèn)為硝酸溶液對(duì)硅氧烷有機(jī)物的破壞主要是因硝酸的強(qiáng)氧化性，其可在硅氧烷有機(jī)物的側(cè)鏈氧化出-OH。硫酸溶液對(duì)硅氧烷有機(jī)物的破壞可能是因?yàn)槠涿撍院臀?，但是僅含有硫酸的溶液對(duì)硅氧烷有機(jī)物的破壞力較小。鹽對(duì)硅氧烷有機(jī)物的破壞主要通過(guò)使側(cè)鏈甲基發(fā)生變化，結(jié)合各紅外光譜數(shù)據(jù)，從老化作用結(jié)果來(lái)看，鹽對(duì)硅氧烷有機(jī)物的破壞性最大。

此外，在鹽溶液中加入硝酸和硫酸會(huì)加速密封膠材料的老化，硝酸與鹽在常溫下對(duì)密封膠的老化加速作用更強(qiáng)，硫酸與鹽在加熱情況下對(duì)密封膠的老化加速作用更強(qiáng)。但是其加速老化的機(jī)理有所不同，硝酸和鹽溶液對(duì)硅氧烷有機(jī)物的影響主要是鹽與硝酸單因素相加的結(jié)果，鹽引起密封膠的硅氧烷側(cè)鏈甲基發(fā)生變化，硝酸導(dǎo)致-OH基團(tuán)增多；而在硫酸與鹽溶液中，推測(cè)其作用機(jī)理主要為鹽引起側(cè)鏈甲基發(fā)生變化，隨后硫酸因其脫水性導(dǎo)致硅橡膠有機(jī)物中H元素和O元素減少，具體老化過(guò)程將結(jié)合后續(xù)試驗(yàn)進(jìn)行詳細(xì)分析。

2.2 XPS測(cè)試分析

對(duì)經(jīng)過(guò)模擬老化的8組試樣和未經(jīng)任何處理的試樣進(jìn)行XPS分析，首先對(duì)試樣有機(jī)物中主要元素Si、O、C的相對(duì)含量進(jìn)行分析，結(jié)果如表2所示，其中RO/C表示O元素和C元素質(zhì)量比，隨后對(duì)Si元素和C元素分峰并分析其化合態(tài)，對(duì)比各試樣不同化合態(tài)之間的差異。

表2 XPS元素分析結(jié)果Tab.2 Element analysis results of X-ray photoelectron spectroscopy

從表2可以看出，經(jīng)過(guò)不同老化應(yīng)力作用后各試樣的Si元素相對(duì)含量變化不大，除經(jīng)過(guò)去離子水浸泡的2#試樣和經(jīng)過(guò)硫酸浸泡的7#試樣外，其余試樣的元素含量變化規(guī)律基本為：C元素相對(duì)含量下降，O元素相對(duì)含量上升。對(duì)比所有試樣的RO/C值可得，相比未經(jīng)過(guò)任何處理的1#試樣，除2#和7#試樣外，其余試樣的RO/C值均有所增大。硅橡膠有機(jī)物中O元素主要來(lái)自Si-O基團(tuán)，而C元素則主要來(lái)自Si-CH3基團(tuán)，結(jié)合紅外光譜數(shù)據(jù)可知，經(jīng)去離子水浸泡的2#試樣Si-(CH3)2基團(tuán)含量和1#試樣基本相同，經(jīng)過(guò)硫酸溶液浸泡的7#試樣紅外光譜雖有輕微下降但變化不大，2#和7#試樣在Si-CH3基團(tuán)保持不變的情況下其RO/C值減小，說(shuō)明Si-O鍵含量下降，經(jīng)過(guò)去離子水浸泡的2#試樣RO/C值和1#試樣相比僅有輕微減小，推測(cè)為水分浸泡導(dǎo)致密封膠表面少量二氧化硅析出，致使該試樣的O元素含量下降、RO/C值減小。而經(jīng)硫酸浸泡的7#試樣RO/C值減小較多，分析原因是試樣在硫酸溶液中長(zhǎng)時(shí)間浸泡時(shí)，在脫去有機(jī)物O元素和H元素的過(guò)程中，雖未導(dǎo)致C元素含量下降，但卻導(dǎo)致Si-CH3含量和Si-O含量下降，總體表現(xiàn)為RO/C值減小。

鹽溶液和硝酸溶液浸泡后的試樣RO/C值雖然都有所上升，但其作用機(jī)理不同。對(duì)于鹽溶液浸泡的試樣，其C元素相對(duì)含量下降，對(duì)照FTIR試驗(yàn)可知其Si-(CH3)2基團(tuán)減少，兩組結(jié)果對(duì)比可得鹽對(duì)密封膠試樣的老化機(jī)理為鹽溶液浸泡會(huì)導(dǎo)致硅氧烷側(cè)鏈甲基斷鏈，甲基的斷鏈導(dǎo)致C元素相對(duì)含量和Si-(CH3)2基團(tuán)含量下降，從而導(dǎo)致RO/C值增大。對(duì)于硝酸溶液浸泡的試樣，由FTIR試驗(yàn)可知其側(cè)鏈被氧化出-OH，使O元素含量上升，故其RO/C值增大。

常溫及50℃環(huán)境下硝酸與鹽溶液的混合溶液浸泡后，RO/C值增大的原因既有硝酸導(dǎo)致-OH等基團(tuán)的增多，使得O元素含量增加，又有鹽導(dǎo)致側(cè)鏈甲基斷鏈?zhǔn)沟肅元素減少。對(duì)比5#和6#試樣可知，50℃環(huán)境下的6#試樣RO/C值小于常溫下的5#試樣，這是由于在較高的溫度下硝酸會(huì)發(fā)生分解，使其對(duì)密封膠材料的影響變小。常溫及50℃環(huán)境下硫酸與鹽溶液的混合溶液浸泡對(duì)密封膠材料的破壞機(jī)理為鹽導(dǎo)致密封膠硅氧烷的側(cè)鏈甲基斷鏈，使Si-O-Si主鏈暴露在硫酸中，硫酸在脫去O元素的過(guò)程中導(dǎo)致Si-O-Si主鏈斷裂，雖然鹽會(huì)導(dǎo)致側(cè)鏈甲基斷鏈引起C元素減少，硫酸脫水導(dǎo)致O元素減少，但是硫酸對(duì)Si-O鍵的作用滯后于鹽對(duì)側(cè)鏈甲基的作用，因此O元素的減少程度小于C元素，總體表現(xiàn)為RO/C值增大。

為進(jìn)一步說(shuō)明各種老化應(yīng)力作用下密封膠有機(jī)物各基團(tuán)的變化情況，對(duì)1#～9#試樣的Si和C元素進(jìn)行分峰，Si元素的分峰結(jié)果如表3所示，其中M、D、T、Q依次代表官能基數(shù)為一官能性、二官能性、三官能性、四官能性，S(T+Q)表示T和Q總共占比。

表3 試樣Si元素分峰結(jié)果Tab.3 Peak splitting results of Si

由表3可知，相比于1#試樣，經(jīng)去離子水浸泡的2#試樣和經(jīng)硫酸浸泡的7#試樣S(T+Q)下降，其余試樣的S(T+Q)有所上升，這一規(guī)律和元素分析結(jié)果一致。通過(guò)對(duì)比1#、2#和7#試樣的M、D、T和Q化合態(tài)物質(zhì)占比可知，2#和7#試樣S(T+Q)下降的主要原因是Q相對(duì)占比下降，經(jīng)去離子水浸泡的2#試樣S(T+Q)下降原因?yàn)樗衷诠柘鹉z內(nèi)部擴(kuò)散的過(guò)程中導(dǎo)致少量二氧化硅析出，因而Q下降，二氧化硅的析出會(huì)導(dǎo)致表面氧元素含量下降，進(jìn)一步印證了元素分析的結(jié)果。經(jīng)硫酸溶液浸泡的7#試樣S(T+Q)下降則是由于硫酸具有脫水性，而Q中Si的4面都是O元素，其O元素暴露在硫酸中易被脫去，致使Q相對(duì)含量下降。對(duì)比3#～9#試樣的S(T+Q)，可以看出硝酸與鹽、硫酸與鹽的混合溶液對(duì)硅橡膠老化的影響要大于硝酸、硫酸及鹽溶液?jiǎn)为?dú)對(duì)硅橡膠老化的影響。

由表3還可知，無(wú)論RO/C值還是S(T+Q)的變化，常溫環(huán)境下的5#試樣均高于50℃環(huán)境下的6#試樣，再次證明高溫導(dǎo)致了硝酸的分解，使其對(duì)硅橡膠材料的影響減弱。同時(shí)5#、6#的S(T+Q)上升，即Si元素周邊的含氧基團(tuán)增加，結(jié)合硝酸的強(qiáng)氧化性特性，說(shuō)明密封膠硅氧烷的側(cè)鏈甲基被氧化成羥基的過(guò)程中生成了Si-OH。

雖然經(jīng)硫酸溶液浸泡下的7#試樣RO/C值和S(T+Q)較1#試樣均有所下降，但經(jīng)硫酸和鹽混合溶液浸泡后的8#、9#試樣RO/C值和S(T+Q)上升較多，說(shuō)明鹽可以促進(jìn)硫酸對(duì)硅橡膠密封膠材料的老化。

表4為C元素分峰結(jié)果，依據(jù)相關(guān)研究[29]，結(jié)合能284.7、285、285.1 eV對(duì)應(yīng)的都是C-H鍵，286.5 eV對(duì)應(yīng)的是C-OH鍵。由表4可以看出，相比于未經(jīng)任何處理的1#試樣，2#和7#試樣的C-OH相對(duì)含量變化不明顯，經(jīng)過(guò)硝酸溶液浸泡的4#、5#和6#試樣COH鍵相對(duì)含量明顯增加，證明硝酸的強(qiáng)氧化性會(huì)將甲基基團(tuán)氧化成C-OH。即硝酸的強(qiáng)氧化性不僅會(huì)氧化產(chǎn)生Si-OH，還會(huì)氧化產(chǎn)生C-OH。

表4 試樣C元素分峰結(jié)果Tab.4 Peak splitting results of C

2.3 SEM測(cè)試分析

各試樣的SEM測(cè)試結(jié)果如圖3所示。

從圖3可以看出，7#和1#試樣表面最平整，說(shuō)明7#表面基本無(wú)填料等析出，證明了FTIR試驗(yàn)以及XPS試驗(yàn)中所得的結(jié)果，即硫酸對(duì)硅氧烷有機(jī)物試樣的影響主要是脫去其表面少量的O元素和H元素。除去7#試樣，其余老化試樣表面均出現(xiàn)了“顆粒物”，致使試樣表面出現(xiàn)不平整的情況，其中2#、3#、4#和8#試樣表面的“顆粒物”數(shù)量相對(duì)較少，5#、6#和9#試樣表面的“顆粒物”相對(duì)較多。5#表面出現(xiàn)的明顯孔洞推測(cè)為試樣自帶缺陷。

對(duì)比常溫環(huán)境和50℃環(huán)境下硫酸和鹽混合溶液浸泡的8#試樣和9#試樣可以看出，9#試樣表面的“顆粒物”明顯更多，兩組試樣相關(guān)應(yīng)力因素的不同之處只有溫度，由此可知溫度對(duì)硫酸與鹽溶液的腐蝕有加速作用。

2.4 EDS測(cè)試分析

為了探究各試樣表面元素變化情況及表面顆粒物的成分，選取1#、3#、6#和9#試樣進(jìn)行EDS元素分析，結(jié)果如圖4和表5所示。

表5 試樣EDS元素分析結(jié)果Tab.5 EDS analysis results of samples

圖4 試樣能譜測(cè)試結(jié)果Fig.4 EDS results of the samples

圖4中1#試樣區(qū)域1為試樣表面平整處，設(shè)為試樣1#；3#試樣區(qū)域1為試樣表面“顆粒物”處，設(shè)為3#-1，區(qū)域2為試樣表面平整處，設(shè)為試樣3#-2；6#試樣區(qū)域1為試樣表面“顆粒物”處，設(shè)為6#-1，區(qū)域2為試樣表面平整處，設(shè)為6#-2；9#試樣區(qū)域1為試樣表面“顆粒物”處設(shè)為9#-1，區(qū)域2為試樣表面平整處，設(shè)為9-2#。

選取1#、3#、6#和9#試樣表面平整處，從表5可以看出，其表面Si元素相對(duì)含量從大到小依次為9#-2、6#-2、3#-2、1#，C元素和O元素的結(jié)果和Si元素基本相反，9#-2試樣的O元素含量有輕微增大，這一結(jié)果和XPS試驗(yàn)中的元素分析結(jié)果基本一致。對(duì)于3#-1、6#-1和9#-1這3組“顆粒物”試樣，其Si元素含量相比試樣平整處均下降較明顯，尤其是9#試樣，其Si元素含量下降到試樣平整處的30.19%。

對(duì)于3組“顆粒物”試樣，3#試樣表面“顆粒物”處Si、C和O元素雖然含量變化較大，但是未出現(xiàn)新的元素，說(shuō)明其主要是密封膠內(nèi)部物質(zhì)在向外擴(kuò)散。結(jié)合前述試驗(yàn)，認(rèn)為主要是二氧化硅填料析出。相比于鹽溶液浸泡的3#試樣，經(jīng)硝酸和鹽混合溶液浸泡的6#試樣在“顆粒物”處檢測(cè)到了Ca元素，但是未檢測(cè)到N元素，認(rèn)為在混合溶液下硝酸根離子還未滲入密封膠內(nèi)層，即硝酸僅作用于密封膠試樣表面。忽略誤差帶來(lái)的影響，由表5可知經(jīng)硫酸與鹽混合溶液浸泡的9#試樣表面出現(xiàn)Na、S和Ca元素，此結(jié)果和實(shí)際密封膠老化試樣相似，說(shuō)明硫酸已經(jīng)開(kāi)始侵入到試樣深處并導(dǎo)致表面孔洞產(chǎn)生，再次證明硫酸和鹽的相互作用對(duì)硅橡膠的影響較大。

因本研究試驗(yàn)采取水浸泡的方式，不能及時(shí)沖刷試樣表面析出的“顆粒物”，若在自然環(huán)境下，隨著自然雨水的沖洗，表面孔洞處的“顆粒物”會(huì)逐漸脫離，內(nèi)部填料逐漸析出，試樣表面會(huì)出現(xiàn)與實(shí)際密封膠試樣相近的情況，表面會(huì)出現(xiàn)明顯的孔洞且粗糙度增大。

2.5 分析與討論

硝酸因其強(qiáng)氧化性可將密封膠試樣表面氧化出C-OH鍵，但是硝酸對(duì)硅橡膠的影響基本處于試樣表面。硫酸對(duì)密封膠試樣的影響主要是脫水性，單一的硫酸對(duì)密封膠試樣的影響較小。依據(jù)文獻(xiàn)[26]，羥基可提高硅橡膠的粘接性能，硫酸的脫水性會(huì)脫去硅橡膠表面的-OH，減弱密封膠與金具間的粘接性。

綜上可知，濕熱環(huán)境下對(duì)密封膠金具界面試樣老化最嚴(yán)重的是水、鹽、硫酸和溫度的多因素應(yīng)力，主要表現(xiàn)為鹽導(dǎo)致硅橡膠側(cè)鏈甲基斷鏈，使Si-OSi主鏈暴露在硫酸環(huán)境下，硫酸脫去主鏈上的O元素，使主鏈斷鏈，從而鹽又可以對(duì)較深層的側(cè)鏈甲基進(jìn)行應(yīng)力腐蝕，溫度則可以加速這一老化過(guò)程。在實(shí)際運(yùn)行環(huán)境下，雨水的沖刷會(huì)導(dǎo)致密封膠表面出現(xiàn)孔洞，使其粗糙度增大。除此之外，硫酸還會(huì)脫去密封膠表面的-OH基團(tuán)，使密封膠與金具的粘接性變差。

在實(shí)際運(yùn)行情況下，高場(chǎng)強(qiáng)放電環(huán)境會(huì)生成硝酸和硫酸。硝酸的強(qiáng)氧化性可以氧化出-OH，可能會(huì)增大密封膠與金具間的粘接性，但當(dāng)粘接性變差且較難恢復(fù)時(shí)，-OH作為親水性基團(tuán)可以增大密封膠與金具界面處的儲(chǔ)水能力，加速界面處密封膠試樣的老化。

3 結(jié) 論

自然環(huán)境下引起密封膠老化作用的應(yīng)力主要有水、鹽、硝酸、硫酸及溫度等，針對(duì)各應(yīng)力因素對(duì)密封膠老化的作用機(jī)理進(jìn)行分析，主要得到以下結(jié)論：

（1）鹽可以使密封膠硅氧烷有機(jī)物的側(cè)鏈甲基斷鏈。硝酸的強(qiáng)氧化性可在硅橡膠側(cè)鏈氧化生成-OH，其中既有Si-OH基團(tuán)，又有C-OH基團(tuán)。硫酸可脫去有機(jī)物中的O元素與H元素。

（2）在密封膠的老化過(guò)程中，高溫導(dǎo)致硝酸分解，削弱其作用力。硫酸與鹽在老化過(guò)程中相互影響，主要表現(xiàn)為鹽使得硅橡膠側(cè)鏈甲基斷鏈，導(dǎo)致Si-O-Si主鏈暴露在硫酸環(huán)境下，硫酸脫去主鏈O元素，使主鏈斷鏈，從而鹽又可以對(duì)更深層的側(cè)鏈甲基進(jìn)行腐蝕，溫度可以加速這一老化過(guò)程。硫酸還會(huì)脫去密封膠表面的-OH基，使密封膠與金具的粘接性變差。