自愈合绝缘材料的优越性能及应用前景探析

自愈合是人们模仿生物体损伤愈合的概念，解决材料损伤，延长材料使用寿命的新方法。采用自愈合技术的智能绝缘材料能够有效提高绝缘设备的运行稳定性及使用寿命。图3-3和图3-4所示为微胶囊法和本征自愈合法的愈合机理，表3-5则详细介绍了自愈合绝缘材料的修复机理。

图3-3 微胶囊法愈合机理

图3-4 本征自愈合法愈合机理

表3-5 自愈合绝缘材料的修复机理

伴随着自愈合绝缘材料的发展，针对目前电网中绝缘设备中绝缘材料存在的一旦投入使用就很难其修复或修复成本较高的情况，此类材料能够表现出其特殊的优势。更有望解决传统方法无法解决的技术难题，在一些重要工程和尖端技术领域具有巨大的发展前景和应用价值。一旦能够实现绝缘材料的自愈合，对延长绝缘设备的使用寿命、维护电网的安全和稳定运行有着深远的意义。

1.自愈合绝缘材料存在的关键问题

（1）只能单次修复(www.xing528.com)

对于采用修复剂来实现自愈合功能的材料而言，微胶囊法存在由于催化剂和微胶囊的结合会导致原始层间韧性降低的问题，并且微胶囊包裹的修复剂有限，只能进行单次修复。

（2）自修复效率较低

液芯纤维法尽管修复效率很高，但其自修复效率也要受到以下因素的影响：其一，液芯纤维管与基材的性能匹配情况；其二，修复剂的多少直接决定了修复效率，液芯纤维数量过少会导致修复不彻底，多了又可能影响材料的原有性能。

2.自愈合绝缘材料的发展趋势

为了解决自愈合绝缘材料只能单次修复和自修复效率较低的问题，研究人员设计了一种相互连接串联网络结构材料，即模仿人体皮肤内血管的三维网络结构，将含修复剂的三维毛细管网络填埋在基体内部，使基体裂纹能够重复自愈合，这为持续提供修复剂自愈合提供了一个很好的方法。此方法具有强大的应用潜力，与微胶囊法以及液芯纤维法相比，基体内的三维网络结构能够对材料本身起到强韧的作用，并且毛细管内源源不断的修复剂能够起到对材料多次修复的作用，这将使毛细管网络结构成为该领域未来的研究热点。对于自愈合绝缘材料而言，在基体材料内部添加额外的纤维通道及修复剂，其对材料本身绝缘特性的影响，也是未来研究中必须关注及解决的关键问题。