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绝缘材料中的发展概况
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绝缘材料中的发展概况
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## 绝缘材料中的发展概况

最早使用的绝缘材料为棉布、丝绸、云母、橡胶等天然制品。20世纪初，工业合成塑料酚醛树脂首先问世，其电性能、耐热性能均好于棉布、丝绸等天然制品。以后又相继出现了性能更好的脲醛树脂、醇酸树脂。三氯联苯合成绝缘油的出现使电力电容器的比特性出现了一次飞跃（但因有害人体健康，后已停止使用）。同期还出现了合成的六氟化硫绝缘材料。20世纪30年代以来，人工合成绝缘材料得到了迅速发展，主要有缩醛树脂、氯丁橡胶、聚氯乙烯、丁苯橡胶、聚酰胺、三聚氰胺、聚乙烯及性能优异称之为塑料王的聚四氟乙烯等。这些合成材料的出现，对电工技术的发展起了重大作用。如缩醛漆包线用于电机，使其工作温度和可靠性提高，而电机的体积和重量大大降低。玻璃纤维及其编织带的研制成功及有机硅树脂的合成又为电机绝缘增加了H级的耐热等级。40年代以后，不饱和聚酯、环氧树脂问世。粉云母纸的出现使人们摆脱了片云母资源匮乏的困境。50年代以来，以合成树脂为基的新材料得到了广泛应用，如不饱和聚酯和环氧等绝缘胶可供高压电机线圈浸渍用。聚酯系列产品在电机槽衬绝缘、漆包线及浸渍漆中使用，发展了E级和B级低压电机绝缘，使电机的体积和重量进一步下降。六氟化硫开始用于高压电器，并使之向大容量小型化发展。断路器的空气绝缘及变压器的油和纸绝缘，部分被六氟化硫所取代。60年代，含杂环和芳环的耐热树脂得到了大发展，如聚酰亚胺、聚芳酰胺、聚芳砜、聚苯硫醚等属H级及更高耐热等级的材料。这些耐热材料的合成为以后发展F级、H级电机创造了有利条件。聚丙烯薄膜在这一时期也成功地用于电力电容器。70年代以来，新材料的开发研究相对比较少，这一时期主要是对现有材料进行各种改性及扩大应用范围。对矿物绝缘油采用新方法精制以降低其损耗；环氧云母绝缘在提高其机械性能和实现无气隙以提高其电性能方面做了很多改进。电力电容器由纸膜复合结构向全膜结构过渡。1000千伏级特高压电力电缆开始研究用合成纸绝缘取代传统的天然纤维纸。无公害绝缘材料70年代以来也发展很快，如以无毒介质异丙基联苯、酯类油取代有毒介质氯化联苯，无溶剂漆的扩大应用等。随着家用电器的普及，其绝缘材料着火而导致重大火灾事故屡有发生，所以对阻燃材料的研究引起了重视。80年代，开始出现新的绝缘材料体系，聚酰亚胺、聚酯亚胺、聚酰胺酰亚胺、聚马来酰亚胺、聚二苯醚等耐热绝缘漆、黏合剂、薄膜等相继问世，电工产品耐热等级也被提升到B级，在冶金、吊车、机车电机等特殊电机中开始采用新的F、H级绝缘材料。90年代，大规模地开发F、H级绝缘材料，使其性能得到提高，如改性二苯醚、改性双马来酰亚胺、改性聚酯亚胺漆包线漆、聚酰亚胺漆包线漆、玻璃纤维制品、高性能聚酰亚胺薄膜、F级环氧粉云母带等。无溶剂浸渍树脂和快干浸渍漆得到迅速发展，少胶粉云母带、真空压力浸渍树脂开始应用。2000年以来，人们开始应用纳米技术发展绝缘材料。将纳米级粉料均匀地分散在聚合物树脂中，也可以在聚合物内部形成纳米级晶粒或非晶粒物质，还可形成纳米级小孔和气泡。纳米材料的加入一定程度改善了聚合物基体的机械和电学性能，如耐电晕性能、耐局部放电性能。纳米材料的应用推动了传统绝缘材料的进步。绝缘材料的研制和开发水平是影响制约电工技术发展的关键之一。未来要求发展耐高压、耐热绝缘，无溶剂无公害绝缘，复合绝缘，耐腐蚀、耐水、耐油、耐低温、耐辐照及阻燃等绝缘材料，发展节能材料。重点发展用于高压大容量发电机的环氧云母绝缘体系，中小型电机用的F、H级绝缘系列，高压输变电设备用的六氟化硫气态介质，取代氯化联苯的新型无毒合成介质，高性能绝缘油，合成纸复合绝缘材料，阻燃性橡塑材料和表面防护材料等，同时要加速传统电工设备用绝缘材料的更新换代。