复合绝缘子因其具有憎水性好、耐污闪性能强、重量轻等优点被广泛应用于高压输电线路中。在挂网运行时承受着热、电、机等应力并在其作用下随着服役年限延长出现老化,使憎水性下降,发生闪络故障概率增大。复合绝缘子的运行可靠性主要取决于硅橡胶材料的性能,无机纳米粒子对硅橡胶材料的各项性能均有不同程度的提升,但现有研究主要通过实验对复合绝缘子老化和材料设计进行研究分析,实验现象未能体现材料在热、电、机应力下的微观结构变化进程。故本文基于分子动力学方法,从分子/原子的微观角度分析添加纳米SiO2前后憎水性以及力学性能变化过程,为进一步复合绝缘子老化分析和材料性能优化等方面提供参考。主要研究工作如下:运用Materials Studio建立无定型MVQ、SiO2以及MVQ/SiO2界面模型并优化。在不同温度、电场、机械应力下对MVQ与MVQ/SiO2体系进行动力学模拟计算。分析运动轨迹文件,观察其微观形态并得到结合能、分子间作用力、主链键角及键长、C原子含量、能量、弹性模量、MSD等微观特征量。分析MVQ与MVQ/SiO2体系在温度、电场、机械应力作用下憎水性和力学性能的微观变化进程。在温度作用下,结合能与分子间作用力随温度升高而增大,使得界面结构更加稳定,此时分子间作用力在结合能中占主导部分。当温度低于273K时MVQ与MVQ/SiO2体系憎水性能降低,当温度高于273K时MVQ与MVQ/SiO2体系憎水性能增强,且纳米SiO2粒子一定程度上提升了基材MVQ憎水性能。加入纳米SiO2粒子增强了 MVQ体系力学性能,因其弹性模量幅值均高于MVQ体系。在电场作用下,结合能与分子间作用力在320kV/mm时减小,界面稳定性发生变化。MVQ体系憎水性随电场强度增大而下降,MVQ/SiO2体系憎水性波动变化,在320kV/mm时,C原子含量减小程度较大,憎水性下降。MVQ/SiO2分子相比于MVQ具有更低的能量,受电场强度影响较小,表明添加纳米SiO2粒子在一定程度上减缓了电场对基材MVQ分子结构收缩降解,提升MVQ分子力学性能。在机械应力作用下,对MVQ/SiO2复合材料分子链聚集形态有显著影响。当机械应力小于60N时,纳米SiO2与MVQ周围存在空隙,在机械应力的压迫下纳米SiO2粒子与MVQ表面原子产生相互作用力,稳定性增强。MVQ与MVQ/SiO2体系憎水性随着机械应力的增大而减小,因其在机械应力作用下分子链被拉断或成为弱链,C原子含量降低,削弱对Si-O键极性屏蔽作用。当机械应力达到80N时,MVQ的杨氏模量接近于零,材料可能发生不可恢复的形变,但MVQ/SiO2体系杨氏模量仍呈增长趋势,基材MVQ在机械应力下的力学性能因纳米SiO2的添加而得到改善。