Abstract It is of great significance and challenge to efficiently improve the tracking and erosion resistance of silicone rubber along with the growing requirements in the field of outdoor high voltage insulation. In this work, we herein proposed an effective way to address this issue by incorporating vinyltriethoxysilane (ViTES) and layered Mg–Al double hydroxide (LDH) into high temperature vulcanized silicone rubber (HTVSR). ViTES/LDH notably enhanced the tracking and erosion resistance of HTVSR. With addition of 3.33 phr ViTES and 5.00 phr LDH, the anti-tracking performance of HTVSR reached the 1A 4.5 level, and the eroded mass was merely 0.3%. The results of scanning electron microscopy and equilibrium swelling showed that ViTES substantially improved the interfacial interaction between HTVSR and LDH and the crosslinking density of HTVSR, and enhanced the dispersion of LDH sheets in the HTVSR matrix. The possible synergistic suppression mechanism of ViTES/LDH on the tracking and erosion of HTVSR was further studied and demonstrated by the plasma irradiation analysis, thermogravimetry and thermogravimetry-Fourier transform infrared spectrometry. It was indicated that under the high voltage arcing discharge, LDH facilitated the formation of a dense barrier layer consisting of bimetal mixed oxides on the HTVSR surface, exerting outstanding lamellar barrier effect. The further degradation and the generation as well as development of electrical tracking were efficiently suppressed. Our findings provided a new approach to fabricate silicone rubber with excellent tracking and erosion resistance.

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乙烯基三乙氧基硅烷和层状Mg-Al双氢氧化物对硅橡胶耐电痕性和耐蚀性的协同增强

摘要 随着户外高压绝缘领域日益增长的需求，有效提高硅橡胶的耐电痕性和耐腐蚀性具有重要意义和挑战。在这项工作中，我们提出了一种通过将乙烯基三乙氧基硅烷 (ViTES) 和层状 Mg-Al 双氢氧化物 (LDH) 掺入高温硫化硅橡胶 (HTVSR) 中来解决该问题的有效方法。ViTES/LDH 显着增强了 HTVSR 的耐电痕性和耐腐蚀性。添加3.33份ViTES和5.00份LDH后，HTVSR的抗电痕性能达到1A 4.5级，侵蚀质量仅为0.3%。扫描电镜和平衡溶胀结果表明，ViTES 显着改善了 HTVSR 和 LDH 之间的界面相互作用和 HTVSR 的交联密度，并增强了 LDH 片在 HTVSR 矩阵中的分散。通过等离子体辐照分析、热重分析和热重-傅里叶变换红外光谱进一步研究和证明了 ViTES/LDH 对 HTVSR 跟踪和侵蚀可能的协同抑制机制。结果表明，在高压电弧放电下，LDH促进了HTVSR表面由双金属混合氧化物组成的致密阻挡层的形成，发挥了突出的层状阻挡作用。进一步的退化和电起痕的产生和发展得到有效抑制。我们的发现提供了一种制造具有优异耐电痕性和耐腐蚀性的硅橡胶的新方法。通过等离子体辐照分析、热重分析和热重-傅里叶变换红外光谱进一步研究和证明了 ViTES/LDH 对 HTVSR 跟踪和侵蚀可能的协同抑制机制。结果表明，在高压电弧放电下，LDH促进了HTVSR表面由双金属混合氧化物组成的致密阻挡层的形成，发挥了突出的层状阻挡作用。进一步的退化和电起痕的产生和发展得到有效抑制。我们的发现提供了一种制造具有优异耐电痕性和耐腐蚀性的硅橡胶的新方法。通过等离子体辐照分析、热重分析和热重-傅里叶变换红外光谱进一步研究和证明了 ViTES/LDH 对 HTVSR 跟踪和侵蚀可能的协同抑制机制。结果表明，在高压电弧放电下，LDH促进了HTVSR表面由双金属混合氧化物组成的致密阻挡层的形成，发挥了突出的层状阻挡作用。进一步的退化和电起痕的产生和发展得到有效抑制。我们的发现提供了一种制造具有优异耐电痕性和耐腐蚀性的硅橡胶的新方法。热重法和热重法-傅立叶变换红外光谱法。结果表明，在高压电弧放电下，LDH促进了HTVSR表面由双金属混合氧化物组成的致密阻挡层的形成，发挥了突出的层状阻挡作用。进一步的退化和电起痕的产生和发展得到有效抑制。我们的发现提供了一种制造具有优异耐电痕性和耐腐蚀性的硅橡胶的新方法。热重法和热重法-傅立叶变换红外光谱法。结果表明，在高压电弧放电下，LDH促进了HTVSR表面由双金属混合氧化物组成的致密阻挡层的形成，发挥了突出的层状阻挡作用。进一步的退化和电起痕的产生和发展得到有效抑制。我们的发现提供了一种制造具有优异耐电痕性和耐腐蚀性的硅橡胶的新方法。进一步的退化和电起痕的产生和发展得到有效抑制。我们的发现提供了一种制造具有优异耐电痕性和耐腐蚀性的硅橡胶的新方法。进一步的退化和电起痕的产生和发展得到有效抑制。我们的发现提供了一种制造具有优异耐电痕性和耐腐蚀性的硅橡胶的新方法。