真空-固体绝缘被广泛应用于真空断路器、脉冲功率设备、高功率微波介电窗等真空设备上,聚合物因其良好的机械性能、卓越的电气性能和低廉的成本被广泛于真空-固体绝缘系统的固体绝缘材料的制造。随着电压等级的不断提高,聚合物绝缘材料上出现了更强的局部电场畸变,强电场畸变极易引发聚合物的闪络事故,闪络事故将会严重的破坏真空设备的稳定性和可靠性,并带来巨大的经济损失。但是,现有的聚合物材料改性方法已渐渐不能提供更高的防闪络提升效果。因此,为保证真空设备的安全稳定运行,高效、新颖的聚合物表面绝缘改性方法急需被提出。首先,本文先后从物理形貌和化学结构这两方面,分别叙述了一种高效、新颖和环保的基于低温等离子体聚合涂层的聚合物表面绝缘改性方法。物理形貌改性方法是通过大气压等离子体射流在聚丙烯表面沉积低表面电阻的的非光滑等离子体聚合甲基丙烯酸甲酯(p PMMA)等离子体聚合改性涂层。化学结构改性方法是通过辉光放电等离子体在聚苯乙烯表面制备可对表面化学分子结构进行修饰的甲基丙烯酸十二氟庚酯(DFHMA)-p PMMA等离子体聚合改性涂层。这两种改性方法可以分别通过物理形貌优化涂层和化学分子结构修饰涂层提升聚合物表面的真空闪络电压。接着,本文分别对两种改性涂层的改性前后聚合物的物理形貌、化学成分和电学表征结果进行了论述,对于第一种沉积物理形貌优化改性涂层来说,涂层使聚丙烯的表面起伏程度明显增高并为样本表面引入了极性基团。电学表征结果方面,与未处理的PP相比,非光滑p PMMA涂层的引入使聚丙烯表面电位衰减速度提高了26%,二次电子发射率降低了30.2%。在这些效果的共同作用下,真空闪络电压被提高了35.5%。对于第二种涂敷化学分子结构修饰改性涂层来说,DFHMA的为聚苯乙烯表面成功引入了C-F键。同时,涂敷DFHMA-p PMMA涂层前后聚苯乙烯的表面粗糙度未发生很大变化。电学结果方面,C-F键的引入显著的提升了表面电荷的消散速度,最终使真空闪络电压提升了39%。总之,本文提出的两种通过低温等离子体聚合改性涂层都通过抑制二次电子发射或促进表面电荷消散提升了聚合物表面真空闪络电压,其最终改性效果都比打磨处理的改性效果更好,而且环保、高效。因此,本研究电气绝缘领域的开辟了新的研究思路,这些研究思路有潜力被应用到其他更重要的领域。