一种经等离子体处理后的硅橡胶复合绝缘子表面憎水恢复性的测量方法
【技术领域】
[0001]本发明属于硅橡胶复合绝缘子技术领域，具体涉及一种经等离子体处理后的硅橡胶复合绝缘子表面憎水恢复性的测量方法。
【背景技术】
[0002]绝缘子在高压输电领域经常被用到，其制造材料的发展经历了陶瓷、玻璃和硅橡胶，用以上材料制造出来的绝缘子通常被人们称为瓷绝缘子、玻璃绝缘子和复合绝缘子。
[0003]复合绝缘子出现的时间最晚，在性能上要优于瓷绝缘子和玻璃绝缘子，它具有重量轻、增水性好、介电常数高、阻燃性好的优点，并且复合绝缘子在失去憎水性后还能逐渐恢复，使其具有了普及使用的前提。
[0004]除了本身的绝缘性质外，硅橡胶材料也具有良好的弹性，气体透过性，以及优良的生物相容性。在诸如微流芯片、软印刷、生物仿真材料等方面，硅橡胶材料也倍受青睐。但是在这些领域均要求材料表面要有良好的亲水性能，所以研究者着重研究如何将硅橡胶的本征憎水性转变为亲水性。通过查阅相关文献发现，使用等离子体对硅橡胶进行表面改性是一种较为省时、普遍使用的方法，且等离子体处理后的硅橡胶表面能够保持较长时间的亲水性。
[0005]等离子体被誉为是物质除了固、液、气后存在的第四种形态，这种物质是由部分电子被剥夺后的原子及原子被电离后所产生的正负电子组成的离子化气体所组成。不同气体电离产生的等离子体会额外引入不同的活性自由基，进而形成不同类型的官能团，比如02等离子体就会引入含氧的官能团如羟基，羧基，羰基等，~2等离子体会引入含氨基的官能团。通常惰性气体电离后产生的等离子体活性低，不会在处理的过程中引入其他化学基团。
[0006]相关文献表明，硅橡胶经等离子体处理后，其表面的疏水性结构被破坏且自由能增加，根据能量最低原理，外部能量较大的分子链将向内翻转，以使硅橡胶表面达到稳定的状态，而内部的小分子将向外扩散，驱动力是表面自由能的降低。随着处理后时间的延长，表现出来的宏观现象就是硅橡胶表面憎水性恢复。由于憎水恢复过程的存在，目前已有的其他处理技术，如紫外辐照、电晕等手段处理时间较长，且难以将硅橡胶的表面处理成完全亲水，至于憎水恢复的过程更是难以观察到。等离子体技术的应用很好的解决了以上问题，等离子气体的能量高，能在短时间内将硅橡胶表面处理成完全亲水性。
[0007]等离子体处理后，伴随硅橡胶表面的静态接触角测量可以得到硅橡胶的憎水恢复性曲线，通过该曲线对硅橡胶的憎水恢复能力进行评估具有现实意义。尤其是在大规模使用硅橡胶复合绝缘子的高压输电线路中，硅橡胶材料在经历自然条件老化后重新获取憎水性对整条线路的安全运行具有十分重要的意义。
[0008]由此可见，硅橡胶材料的憎水恢复特性在相关应用中起到了重要作用。然而通过短时间的表面处理，使硅橡胶材料表面能保持多长时间的亲水能力方面的研究还很缺乏，而本发明拟研究一种测量经等离子体处理后的硅橡胶复合绝缘子表面憎水恢复性的方法。
【发明内容】
[0009]本发明所要解决的技术问题是提供一种经等离子体处理后的硅橡胶复合绝缘子表面憎水恢复性的测量方法，该方法能测量经等离子体处理后的硅橡胶复合绝缘子表面的憎水性恢复情况。
[0010]本发明所要解决的上述技术问题是通过以下技术方案来实现的:一种经等离子体处理后的硅橡胶复合绝缘子表面憎水恢复性的测量方法，包括以下步骤:
[0011](1)选取复合绝缘子硅橡胶样品，清洗后干燥待用；
[0012](2)将硅橡胶样品置于等离子体发生装置中，进行等离子体处理后，取出等离子体处理后样品待用；
[0013](3)将等离子体处理后样品置于接触角测试仪上，每间隔一段时间测量该样品表面与水的静态接触角，至该样品表面与水的静态接触角达到稳定值；
[0014](4)根据步骤(3)中测试的各静态接触角数据与时间的关系，制作静态接触角与时间的线性图，根据静态接触角与时间的线性图，获知复合绝缘子硅橡胶样品的憎水恢复性情况。
[0015]在上述经等离子体处理后的硅橡胶复合绝缘子表面憎水恢复性的测量方法中:
[0016]步骤(1)中所述的复合绝缘子硅橡胶样品优选取自复合绝缘子硅橡胶的伞裙中部，也可以选取伞裙的其他部位。
[0017]步骤⑴中清洗优选采用无水乙醇。
[0018]步骤(2)中将硅橡胶样品置于等离子体发生装置中，优选先抽真空至0?10Pa，然后通入氩气，调整压强为5?20Pa，开启等离子体发生装置的等离子体发生器，进行等离子体处理，处理时间为0?30min但不包括Omin。
[0019]本发明中等离子体发生装置内气氛优选为氩气、氧气、氮气等。
[0020]步骤(2)中进行等离子体处理至复合绝缘子硅橡胶样品表面与水的静态接触角为0。。
[0021]步骤(3)中将等离子体处理后样品置于接触角测试仪上，每间隔一段时间测量该样品表面与水的静态接触角时，在开始的1?5h内，每间隔10?30min测试一次样品表面与水的静态接触角，之后每间隔60?120min测试一次样品表面与水的静态接触角，至样品表面与水的静态接触角达到稳定值。
[0022]本发明经过试验发现，等离子体处理后的硅橡胶表面与水的静态接触角随着时间的增加，先快速增大，然后增速慢慢减缓至增大到某个角度，这就说明，经等离子体处理后的硅橡胶复合绝缘子表面憎水恢复性曲线呈现随放置时间延长，憎水性先快速上升，再慢慢减缓，最后稳定的趋势。
[0023]接触角随时间变化的曲线，通常称之为憎水恢复性曲线，其数学表达式，用origin软件拟合后通常是个反比例函数:y (接触角)=c+b/(a+t)，其中a、b、c为常数，t为时间。
[0024]本发明具有如下优点:
[0025](1)硅橡胶主要成分是聚二甲基硅氧烷，其侧链上对称分布的甲基使得硅橡胶具有很好的疏水性，经等离子体处理后硅橡胶表面与水的静态接触角能变为0°，根据小分子迀移理论，硅橡胶内部存在未交联的小分子(LMW)，它的扩散行为导致硅橡胶具有宏观憎水恢复性，本发明正是利用等离子体发生装置和接触角测量仪，测量了经等离子体处理后的硅橡胶复合绝缘子表面的憎水恢复性，并给出了具体的测量方法；
[0026](2)采用本发明方法能测量经等离子体处理后的硅橡胶复合绝缘子表面的憎水性恢复情况。
[0027](3)本发明方法硅橡胶表面处理的时间较短，且憎水恢复过程的测试时间较长、操作性强。
【附图说明】
[0028]图1是实施例1中某硅橡胶复合绝缘子等离子体(氩气)处理后的憎水恢复性曲线即表面接触角随时间的变化曲线。
【具体实施方式】
[0029]以下实施例用于阐明与实施本发明，属于发明的保护范围，本技术领域的普通技术人员根据以上公开的内容均可实现本发明的目的。
[0030]实施例1
[0031]本实施例提供的经等离子体处理后的硅橡胶复合绝缘子表面憎水恢复性的测量方法，包括以下步骤:
[0032](1)、从复合绝缘子娃橡胶伞裙中部切取一块样品，规格为2cmX 1cm，用无水乙醇清洗表面后放于干燥箱中干燥24h待用；
[0033](2)、将样品放于等离子体仪(等离子体仪的具体结构参阅申请号为201420451056.4的实用新型专利:一种用于硅橡胶绝缘子表面改性的改装等离子体发生仪)反应仓中，抽真