近年来,随着我国高压输电网络建设的不断深入,电网电压等级的大幅提升,对变压器这一输变电核心设备的绝缘性能提出了更高的要求。间位芳纶（聚间苯二甲酰间苯二胺,poly（m-phenylene isophthalamide）,简写为:MPIA）绝缘纸因其具有较为良好的电绝缘性、热稳定性、耐腐蚀性能,近年来成为大型变压器的主要绝缘材料之一。我国对芳纶绝缘纸的需求也随着特高压建设的发展与日俱增。然而,目前我国国产的间位芳纶绝缘纸与国外大型公司制造的同类型纸在性能上还存在不小差距,这就使得对芳纶绝缘纸老化微观机理及其热稳定性提升的研究具有重要的学术价值和工程应用价值。研究表明,利用经3-氨丙基三乙氧基硅烷（3-aminopropyltriethyloxy silane,简写为:APTS）接枝改性后的纳米二氧化硅粒子（Grafted Nano-SiO₂ Particles,简写为:GNP）作为填充剂来提升其性能是一种可行的方法。通过改性,既能增大纳米粒子与芳纶纤维间的相互作用,也能减弱纳米粒子的团聚,提升在MPIA绝缘纸中的分散性。本文的研究基于分子动力学技术。首先考虑在变压器实际运行情况下,就MPIA绝缘纸内晶区和非晶区的热稳定性进行了对比研究,分析了MPIA绝缘纸对环烷基矿物油、水、气体（以CO₂、CH₄为代表）、酸（以甲酸为代表）的吸附作用及其机理。然后研究了纳米二氧化硅的团聚现象和机理,并利用APTS对纳米二氧化硅进行了表面接枝改性,通过GNP/GNP和GNP/MPIA纤维的界面相互作用确定了相对最佳接枝密度。最后在前文的研究基础上,将GNP加入到MPIA绝缘纸中,研究了GNP对MPIA绝缘纸热稳定性的提升作用及其机理。本文得到了以下主要结论:（1）MPIA纤维晶区热稳定性较非晶区强,矿物油和水、酸、气体等老化产物更易进入非晶区。变压器运行环境温度下,晶区模量值是非晶区模量值的2³倍,晶区的不可压缩性、刚性、抗形变能力、可塑性和韧性均高于非晶区,但非晶区延展性优于晶区。晶区结构的稳定性导致其热稳定性强于非晶区。芳纶纤维对四种老化产物的吸附强度顺序为:甲酸>水>CO₂>CH₄。非晶区的自由体积分数和孔隙尺寸较晶区大,这导致了矿物油和水、酸、气体等老化产物更易进入非晶区。（2）纳米二氧化硅粒子的团聚与粒子间距、尺寸和含量有关:当距离较大时,纳米粒子的运动以扩散运动为主,尺寸的较小纳米粒子较尺寸较大的纳米粒子运动快;在纳米粒子相距较近时,纳米粒子间的相互作用缩短了相互间靠近的时间,纳米粒子间包括氢键作用在内的相互作用使得相互聚集从而发生团聚;当含量越高时,纳米粒子间靠近的几率越大,也越易发生团聚现象。APTS的接枝密度会影响GNP的团聚以及GNP与MPIA绝缘纸的相互作用。接枝密度为5.02（单位:1/?²）的效果相对最佳,一方面能较好地减小GNP团聚的发生,另一方面使纳米二氧化硅粒子与MPIA绝缘纸的结合效果相对最好,利于GNP对MPIA绝缘纸的改性。（3）GNP添加到MPIA绝缘纸中后,提升了改性绝缘纸中非晶区的热稳定性。GNP的加入,改变了绝缘纸中的氢键结构,GNP与MPIA纤维间形成了新的氢键网络。GNP的加入一方面减弱了MPIA纤维的链运动,增加了纤维的热稳定性;另一方面填补了原本较大的空隙,使得内聚能密度增加,起到类似粘合剂的作用。GNP的加入减弱了水、酸、气体在MPIA纤维中的扩散,减弱了这些物质对芳纶纤维热稳定性的影响,进而提升了芳纶绝缘纸的热稳定性能,延缓了油浸芳纶绝缘纸的老化进程。