從圖7(c)可以看出，試樣的相對介電常數(shù)和介質損耗因數(shù)隨氮化硼添加量的增加而略有提高，但增幅并不大，基本維持在同一數(shù)量級。這一方面是因為氮化硼的用量較少，填料對整體性能的影響不大，不能有效地排除隨機誤差；另一方面是由于氮化硼本身具有優(yōu)異的電氣絕緣性能。當?shù)鹛砑恿看笥?1.5 g 時，介質損耗因數(shù)已上升一個數(shù)量級，可以認為絕緣性能劣化已經(jīng)較為明顯，所以氮化硼的添加量應控制在1.5 g以內。 

3 試樣的配方優(yōu)化

通過一系列試驗分析不同填料對自固化硅橡膠絕緣保護材料電氣絕緣性能和力學性能的影響，最終確定每種填料單獨添加的最佳用量為：純硅橡膠20 g、炭黑0.5 g、氫氧化鋁20 g、氮化硼1.5 g。以此為基礎，按照1.3節(jié)中所述方法制成改性試樣，配方中各成分用量為單一填料作用時的最佳添加量，并對其進行綜合性能測試，研究多填料摻雜產(chǎn)生的協(xié)同效應對試樣的影響，并與純硅橡膠試樣的性能進行對比，結果如表3所示。由表3可知，相較于純硅橡膠試樣，改性試樣的電阻率、相對介電常數(shù)和介質損耗因數(shù)等絕緣參數(shù)的劣化均在可接受范圍之內，但作為絕緣保護材料，其電氣強度下降了44.1%，降低了實際應用價值。但此配方中所有填料均已控制為其單獨作用時的最佳添加量，所以應考慮尋找能提高自固化硅橡膠絕緣保護材料試樣電氣強度的其他填料。

納米二氧化硅又稱白炭黑，是一種橡膠工業(yè)中常見的添加劑，具有優(yōu)秀的絕緣性能，其作為無機填料可以有效地提高硅橡膠材料的電氣強度[11]。此 外，白炭黑的宏觀結構與炭黑極為相似，存在由單個離子相互接觸而形成的鏈枝狀結構，這些結構之間以氫鍵相互吸引，形成小范圍的聚集結構。硅橡膠體系中添加的白炭黑越多，形成的聚集結構越緊密，補強效果越明顯，宏觀上表現(xiàn)為材料的力學性能增強。在改性硅橡膠配方中加入不同添加量的

白炭黑，并按 1.3 節(jié)中方法制備試樣。試樣的電氣強度隨白炭黑添加量的變化如圖8所示。由圖8可 知，隨著白炭添加量的增加，改性試樣的電氣強度呈現(xiàn)先升高后降低的趨勢，當白炭黑的添加量為3 g 時，試樣的電氣強度達到最大值。分析認為，試樣中白炭黑添加量較少（小于3 g）時，絕緣性能良好的白炭黑逐漸在硅橡膠體系中形成高擊穿網(wǎng)絡，使得試樣的電氣強度逐步提高；白炭黑添加量繼續(xù)增加時，一方面過多地引入了雜質，導致界面缺陷大量增加；另一方面納米級填料的團聚現(xiàn)象逐漸顯現(xiàn)，分散性變差，導致局部電場不均勻，不利于提高試樣的電氣強度。所以白炭黑的添加量確定為 3 g。此時全部填料的添加量都已確定，試樣具備較好的綜合性能。將添加3 g白炭黑的改性試樣與未添加白炭黑的試樣進行性能對比，結果如表4所示。

由表4可知，添加3 g白炭黑的改性試樣，不僅電氣強度大幅提升至接近純硅橡膠的電氣強度值，而且其他性能也略有上升，其綜合性能達到了比較理想的水平，具備了實際應用價值。 

4 結 論 

（1）炭黑對硅橡膠的補強效果顯著，拉伸強度隨炭黑添加量的增加呈上升趨勢，斷裂伸長率則先增大后減小，但電阻率呈現(xiàn)明顯的階梯狀下降趨勢，相對介電常數(shù)和介質損耗因數(shù)均隨炭黑添加量的增加而增加。 

（2）相較于純硅橡膠材料，未添加白炭黑的改性自固化硅橡膠絕緣保護材料試樣的電阻率、相對介電常數(shù)和介質損耗因數(shù)等雖存在一定程度的劣化，但尚在可接受范圍內，但其電氣強度下降了44.1%。加入白炭黑可以提高改性試樣的電氣強度，其電氣強度隨白炭黑質量的增加先升高后降低。 

（3）綜合考慮試樣的各項參數(shù)與性能，確定了一種具有較好綜合性能的自固化硅橡膠絕緣保護材料，其配方為：甲基乙烯基硅橡膠20 g、炭黑0.5 g、氫氧化鋁20 g、氮化硼1.5 g、白炭黑3 g。

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