纳米复合介质因其优异的直流介电性能,具有较大的工程应用价值。影响纳米复合介质介电性能表现的关键是纳米颗粒在基体内的分散程度。本文应用同向平行双螺杆混炼挤出机,通过重复混炼,制备得到了不同分散性的SiO₂/LDPE纳米复合介质,测试了深度混炼后SiO₂/LDPE纳米复合介质的理化特性及直流电性能。研究表明,随着混炼次数的增加,分散在纯LDPE中的纳米颗粒粒径减小,分布更加均匀;红外光谱分析、XRD以及DSC测试表明,随着混炼次数增加,纳米复合介质出现了轻微氧化,在混炼次数大于三次时,纳米复合介质结晶度开始下降。拉伸强度的变化规律与结晶度的变化规律也保持一致。以上试验结果表明,重复长时的机械剪切导致并促进了热氧老化进程。变温直流击穿和电导结果表明,随着混炼次数的增加,纳米复合介质的直流击穿强度增加,电导率下降,但当混炼次数大于三次后,击穿强度变化很小,电导率略有上升;变温空间电荷试验表明,随着混炼次数的增加,纳米复合介质室温时抑制空间电荷能力变强,但温度达到60℃以上时,空间电荷抑制能力明显变差。以上结果表明,轻微的热氧老化产生的杂质带来的负效应并未使复合介质直流击穿强度和电导率明显变化,却导致60℃以上的空间电荷性能明显变坏。应用热刺激电流测试纳米复合介质中的陷阱分布发现,相较于纯LDPE,纳米复合介质在90℃出现了新的电流释放峰,说明纳米复合介质存在深陷阱能级。同时还发现,出现在60℃附近的表征聚乙烯本征结构缺陷的热释峰,在纳米复合介质中被明显抑制了。但是,当混炼次数大于三次后,纳米复合介质在60℃的电荷释放峰却在不断变大,与60℃以上时的空间电荷变化规律基本一致。以上结果表明,轻微的热氧老化使纳米复合介质中的结构缺陷增多,空间电荷对此十分敏感,使多次混炼后纳米复合介质在60℃以上时的空间电荷性能变差。本文的研究证实,多次混炼虽能有效提高纳米颗粒分散性,提高体系的耐电强度,但当混炼次数过多后,产生的轻微的分子降解虽然不会明显影响耐电强度和机械性能,却会显著影响体系在较高温度下的空间电荷抑制能力。