Properties of Linear Low Density Polyethylene Silicone Rubber Nanocomposites For High Voltage Insulation Application - Ismail, Nurul Hidayah Ismail_ (2016)
Kajian ini menyiasat prestasi komposit nano termoplastik elastomer berasaskan campuran polietilena berketumpatan rendah linear (LLDPE) dan getah silikon (SR) diisi dengan pelbagai jenis pengisi nano bukan organik seperti silika (Si), boron nitrida (BN) dan zink oksida (ZO) untuk aplikasi penebat bervoltan tinggi. Bahagian pertama kajian menyiasat kesan urutan pencampuran yang berbeza pada sifat-sifat komposit nano LLDPE/SR/BN. 5 vol% nano-BN telah dimasukkan ke dalam 70/30 LLDPE/SR dengan menggunakan tiga urutan yang berbeza; LLDPE + SR + BN (dicampur dalam satu langkah pemprosesan), LLDPE + (masterbatch-SR/BN) dan SR + (masterbatch-LLDPE/BN), di mana sampel-sampel dengan masterbatch disediakan dalam dua langkah pemprosesan. Sampel dengan masterbatch-SR/BN mempamerkan struktur pengkapsulan dan menunjukkan kekuatan pecahan dielektrik yang tertinggi dan ketelusan serta kehilangan tangen yang paling rendah berbanding dengan dua urutan pencampuran yang lain yang menjana struktur penyebaran terpisah. Kemudian, dengan menggunakan urutan pencampuran yang optimum, pelbagai jenis komposit nano LLDPE/SR telah disediakan. Kesan tiga formulasi parameter seperti kandungan SR (10, 20 dan 30 wt%), jenis pengisi nano (Si, BN dan ZO) dan kandungan pengisi nano (2, 5 dan 8 vol%) terhadap sifat-sifat komposit nano LLDPE/SR telah disiasat secara statistik dengan menggunakan reka bentuk eksperimen (DOE). Berdasarkan analisis DOE, didapati bahawa komposit nano dengan 10 wt% SR dan 2 vol% BN mempamerkan sifat-sifat yang optimum untuk penebat bervoltan tinggi. Dalam bahagian ketiga kajian, sampel komposit nano yang optimum telah didedahkan kepada sinaran pancaran elektron (EB) pada dos yang berbeza-beza (20, 40, 50 dan 100 kGy). Keputusan menunjukkan bahawa 20 kGy sinaran EB cukup untuk menyambung silang fasa SR dan meningkatkan lekatan antara muka dalam sistem komposit nano tersebut yang menyebabkan peningkatan kepada kekuatan dielektrik pecahan, jumlah rintangan, kekuatan tegangan dan modulus. Siasatan ke atas kesan-kesan penuaan ultraviolet (UV), haba dan air (diubah kepada tiga tempoh penuaan yang berbeza) ke atas komposit nano LLDPE/SR/BN yang menjalani sinaran EB dan tidak menjalani sinaran EB menunjukkan bahawa penuaan air menunjukkan kesan yang paling teruk kepada kekuatan pecahan dielektrik, diikuti oleh penuaan UV dan haba. Didapati bahawa dengan meningkatkan masa penuaan, kekuatan pecahan dielektrik semakin menurun. Sifat hidrofobik bagi sampel yang tidak menjalani penyinaran EB berkurangan di dalam semua sampel yang menjalani penuaan, tetapi dalam kes sampel yang dipancarkan sinaran EB, sifat hidrofobik menunjukkan kesan yang tidak ketara terhadap penuaan.