Molecular simulation insights into voltage-stabilizer-grafted PP/SEBS for high insulation charge traps and environmental stability
Abstract
通过多尺度分子模拟揭示电压稳定剂(ACFM)化学接枝对聚丙烯/苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯嵌段共聚物(PP/SEBS)复合材料电绝缘、耐氧和热稳定性能的协同提升效应及分子改性机制．第一性原理计算表明，ACFM接枝在PP聚合分子及PP/SEBS混合体系中引入0.4‒2.2eV电子陷阱与0.5‒1.6eV空穴陷阱，能够有效抑制载流子迁移，并可通过ACFM亚苯基共轭π键结构吸收电子动能来限制热电子生成，从而提高介电击穿强度．分子动力学与蒙特卡洛模拟进一步证实，接枝多偶极子ACFM导致PP聚合分子热稳定性提高并促使PP/SEBS分子链段相容性增强和聚集致密化，显著降低自由体积和氧相容性，从而提高PP/SEBS材料无定形区的热稳定性和耐氧气渗透性．氧化反应路径计算显示，ACFM接枝后PP聚合分子的反应放热量相比PP及SEBS减小一倍，且激活能相比PP略有增加，证明该化学改性对PP/SEMS复合材料的抗氧化性具有正向贡献．电压稳定剂化学接枝导致PP/SEBS复合物的电荷俘获、耐高温、抗氧渗透及抗氧化性能的协同增强，为苛刻环境下先进聚合物电介质的设计提供新的理论路径．
Fields of Study & Subjects
Power Transformer Diagnostics and Insulation
High voltage insulation and dielectric phenomena
Photovoltaic System Optimization Techniques
Publication details
- Journal / source
- Acta Physica Sinica
- Publisher
- Acta Physica Sinica, Chinese Physical Society and Institute of Physics, Chinese Academy of Sciences
- Volume
- 75
- Issue
- 10
- Publication date
- 1 January 2026