高溫硫化（High Temperature Vulcanized, HTV）硅橡膠材料以其優(yōu)良的憎水性、憎水遷移性和恢復(fù)性而成為復(fù)合絕緣子傘裙和護套的首*材料。復(fù)合絕緣子長期運行在表面放電、紫外線、污穢等惡劣條件下，從而引起 HTV 硅橡膠內(nèi)部結(jié)構(gòu)的改變橡膠的大分子鏈發(fā)生斷裂，導(dǎo)致復(fù)合絕緣子發(fā)生老化，其機械和電氣性能下降，甚至引發(fā)閃絡(luò)、掉串等*端故障，影響電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行。

FTIR作為有機高分子材料常用的分析手段，可以用于檢測復(fù)合絕緣子材料老化引起化學鍵斷裂的情況。復(fù)合絕緣子FTIR解譜方法主要包括三類，一類是通過光譜特征峰的高度反映老化的程度，第二類是用光譜特征峰面積的大小反映老化程度，再就是用不同特征峰高度（面積）的比值反映老化程度。以下利用卓立 FI RXF100 ATR型傅里葉變換紅外光譜儀測量不同老化處理后的復(fù)合絕緣子硅橡膠的紅外光譜的結(jié)果。

n測試樣品：經(jīng)不同老化處理的三組樣品，包括紅色組、黃色組以及綠色組

圖 1  FI-RXF100-ATR 傅里葉變換紅外光譜儀

n測試儀器：Zolix FI RXF100-ATR傅里葉變換紅外光譜儀

n測試條件：光譜分辨率4cm–1，掃描次數(shù):16次，掃描范圍：400-4000cm-1

n測試結(jié)果：

圖2 綠色組樣品

圖3 紅色組樣品

圖4 黃色組樣品

n實驗結(jié)果分析

圖2-4中，橫坐標是波數(shù)，單位是cm-1，縱坐標是吸光度。橡膠中的主要成分為 PDMS，其結(jié)構(gòu)比較簡單，從左到右主要由主鏈Si-O-Si結(jié)構(gòu)和側(cè)鏈Si-CH3 組成。在448cm-和784cm-1處的峰是Si-(CH3)2對應(yīng)的吸收峰，在1000到1100cm-1處的吸收峰是Si-O-Si對應(yīng)的吸收峰，在1260cm-1處的吸收峰是Si-CH3對應(yīng)吸收峰，3000cm-1 處對應(yīng) C-H 的吸收峰。3200~3500cm-1 處對應(yīng)O-H對應(yīng)的峰，硅橡膠中含有Al(OH)3作為阻燃劑，同時老化產(chǎn)物也可能氧化為OH，此處吸收峰情況比較復(fù)雜。

從圖2-4可以看到，通過紫外光照以及熱處理后， 組樣品老化以后在1258cm-1、1000cm-1以及784cm-1處峰強稍微變?nèi)酰?nbsp;紅色組樣品在1000cm-1和784cm-1處峰強明顯變?nèi)酰稽S色組紅色樣品1000cm-1、784cm-1以及448cm-1處峰強稍微變?nèi)醺黠@。結(jié)果表明在紫光光照下，樣品主鏈Si-0-Si（1000cm-1）和側(cè)鏈Si-C（1258cm-1）有部分發(fā)生斷裂，另外紅色組樣品C-H鍵（3000cm-1）在2850cm-1等處出現(xiàn)新的小峰，說明C-H發(fā)生部分氧化，造成醛基等新的化學鍵形成。

總結(jié)

紅外光譜是硅橡膠材料常用的一種表征方法，利用傅里葉變換紅外光譜儀采集不同老化處理復(fù)合絕緣子硅橡膠的紅外光譜可以表征因老化造成的硅橡膠的側(cè)鏈斷裂和氧化情況，是用于評價絕緣子硅橡膠老化狀態(tài)的一種有效方法。