热塑性绝缘电缆代表着电力电缆的发展方向,近年来获得了重视。然而,与热塑性电缆绝缘材料配合使用的热塑性半导电屏蔽材料的研究仍然很少。现阶段主流的热塑性电缆绝缘主要以聚丙烯（PP）为基体。为了与PP基绝缘相配合,我们开展了热塑性PP基半导电屏蔽材料制备、结构与性能研究。使用聚丙烯/聚烯烃弹性体共聚物（PP/POE）的混合物为基体,炭黑（CB）为主要导电填料,探索了采用一维、二维导电材料（如碳纳米管CNT、石墨烯纳米片GNS、MXene等）替代炭黑制备半导电屏蔽材料的可行性,并研究了一维、二维导电材料取代一部分炭黑后复合材料的结构和性能间的关系。进一步研究了半导电屏蔽材料在直流电场下对绝缘材料内空间电荷行为的影响。首先,将GNS和CNT作为第二填料,制备了基与PP/POE/CB的三相复合材料。探究第二导电填料对半导电屏蔽材料结构和性能的影响。采用扫描电镜和透射电镜观察了导电组分在复合材料中的分散与分布;用平行板流变仪研究了不同炭黑含量下屏蔽料的熔融流变行为;获得了屏蔽料的电导率与温度的变化关系;探究了导电填料含量和形态与分布对屏蔽料的动态力学、流变及导电等性能的影响。结果表明,较高炭黑含量下,复合体系的导电性能与炭黑颗粒在聚合物中的分布状态密切相关。另外,可利用流变性能和动态力学参数来判断复合体系的导电网络结构。综合来看,与纯炭黑复合材料相比,GNS和CNT均可使半导电屏蔽材料具有更好的导电性和加工性能。相比于GNS,CNT填充半导电屏蔽料具有更好的综合性能。含1.0%CNT的屏蔽料的室温下体积电阻率为20Ω·cm,体系IPTC值为0.5。其次,将MXene作为第二填料,制备了基与PP/POE/CB的三相复合材料,研究了网络结构与导电性能等的关系。引入PP-g-MAH作为相容剂,增强了MXene与聚合物基体间的相容性,改善了在聚合物基体中的分散性,减少MXene纳米片层间的再堆叠,提高屏蔽料的电学性能。电子显微镜观察结构证明了导电填料MXene的均匀分散。通过流变性能、动态力学性能、电导率和力学性能等证明PP-g-MAH的加入增强了相容性和填料网络稳定性。再次,进一步研究了屏蔽料-绝缘界面的电现象,研究了半导电屏蔽料对绝缘的空间电荷注入情况。用新型三相屏蔽材料作为电极,通过电声脉冲法（PEA）测试了PP和低密度聚乙烯（LDPE）中空间电荷的分布情况。探究不同填料组分的半导电屏蔽材料对绝缘中空间电荷注入特性的影响。结果表明,CNT屏蔽料有利于抑制聚丙烯绝缘中空间电荷的注入。MXene有利于抑制LDPE绝缘中空间电荷的注入。