综述：环保型介电聚合物材料的化学结构设计

这篇综述系统阐述了基于可逆化学（动态共价/非共价键）设计自修复（self-healable）、可回收（recyclable）和自适应（self-adaption）介电聚合物（DDPs）的前沿进展，重点探讨了环氧树脂（EP）、聚烯烃和聚酰亚胺（PI）的分子结构改性策略，为高压绝缘技术与高分子化学的交叉研究提供理论指导。

　　

环保型介电聚合物材料

传统工程中聚合物介电材料的全生命周期涉及原料、生产、运行和退役四个阶段。为应对资源可持续性挑战，生物基原料正逐步替代不可再生资源。例如，纤维素、木质素和植物油衍生物因其可降解性和丰富来源成为研究热点，但其介电性能（如介电常数ε_r和击穿强度E_b）需通过化学改性优化。

生物可再生介电聚合物材料

当前电气系统中常用的商业化介电材料包括交联聚乙烯（XLPE）、环氧树脂（EP）和聚酰亚胺（PI）等。这些材料通常依赖石油基原料，而生物基替代品如聚乳酸（PLA）和聚羟基脂肪酸酯（PHA）虽环保，但热稳定性（T_g）和机械强度不足。通过引入动态共价网络或纳米填料（如SiO₂），可显著提升其综合性能。

动态化学键

动态键分为超分子相互作用（如氢键、金属配位）和动态共价键（如二硫键、酯交换反应）。芳香二硫键在室温下可通过自由基交换实现自修复，而烯醇胺动态交联网络则赋予聚烯烃高温再加工能力。这类键的平衡动力学特性是材料智能响应的核心。

动态介电聚合物材料

环氧树脂网络中悬挂链与氢键的协同作用可促进室温自修复，而聚酰亚胺动态交联薄膜通过寡聚体改性实现电/机械损伤后的重复利用。研究显示，含动态键的聚烯烃在120°C下应力松弛率可达90%，且再加工后介电损耗（tanδ）仍低于0.01。

外源性自修复技术

早期方法通过添加电压调节剂或纳米填料（如Al₂O₃）抑制电树枝化。近期进展则利用微胶囊化愈合剂（如硅油）在裂纹处释放，实现局部介电强度恢复。化学清除剂（如自由基捕获剂）可延长材料寿命达30%以上。

总结与展望

未来需突破动态化学键与介电性能的平衡难题，开发多刺激响应型材料。生物基单体的精准聚合和人工智能辅助分子设计将成为重要方向，推动高压设备可靠性提升与碳中和目标实现。