隨著“雙碳”戰(zhàn)略推進(jìn)，賦予電工絕緣材料環(huán)境 友好屬性成為當(dāng)前研究熱點(diǎn)領(lǐng)域。塑木復(fù)合材料是以植物纖維為填充相，聚合物為連續(xù)相制備的綠色復(fù)合材料。因兩相均具絕緣特性，在電工絕緣領(lǐng)域具有潛在應(yīng)用價(jià)值，但現(xiàn)有研究多聚焦其吸水、力學(xué)及熱學(xué)性能。
研究發(fā)現(xiàn)植物纖維類型影響塑木吸水率與體積膨脹率，且二者均隨纖維含量增加而升高。研究發(fā)現(xiàn)芳綸纖維、碳纖維和玻璃纖維可提升塑木的彎曲、拉伸及沖擊強(qiáng)度，其中玻璃纖維增強(qiáng)塑木的界面結(jié)合最優(yōu)。研究發(fā)現(xiàn)石墨烯納米片可增強(qiáng)塑木的阻燃性與熱穩(wěn)定性，其導(dǎo)熱系數(shù)隨石墨烯納米片含量增加顯著提升。可見，業(yè)內(nèi)學(xué)者多通過添加無機(jī)或有機(jī)填料等優(yōu)化塑木的使役性能。目前，國內(nèi)外學(xué)者多側(cè)重電磁屏蔽型和抗靜電型塑木研究，塑木在電工絕緣領(lǐng)域的使役性能少有文獻(xiàn)報(bào)導(dǎo)。有研究發(fā)現(xiàn)石墨烯可以提升塑木的磁導(dǎo)率和介電常數(shù)，使得電磁屏蔽能力增強(qiáng)。還有研究發(fā)現(xiàn)炭黑可以降低塑木的表面電阻率，從而改善抗靜電性能。鑒于此，可將導(dǎo)電填料換為絕緣填料，以提升塑木的絕緣性能。另有研究發(fā)現(xiàn)玻璃纖維的加入可限制玻璃纖維/聚偏二氟乙烯復(fù)合材料中電荷向電極的傳遞，阻礙電樹延伸，且在一定玻璃纖維含量范圍內(nèi)，同步提升材料的介電常數(shù)與擊穿強(qiáng)度。也有試驗(yàn)選取竹纖維和聚氯乙烯制備絕緣用竹塑復(fù)合材料（簡稱竹塑絕緣材料），利用物理、力學(xué)、電學(xué)等測(cè)試方法，探究玻璃纖維作為無機(jī)填料對(duì)竹塑絕緣材料使役性能的潛在影響。該研究成果可為竹塑絕緣材料在電工絕緣領(lǐng)域的應(yīng)用提供技術(shù)路徑支持,該研究結(jié)果表明:
1）竹塑絕緣材料的拒水性能隨著玻璃纖維 含量的增加而上升，吸水率最大降幅為27.81%，表面水接觸角最大增幅為62.36%。
2）竹塑絕緣材料的拉伸強(qiáng)度和彎曲強(qiáng)度隨 玻璃纖維含量的增加呈先升后降趨勢(shì)，玻璃纖維質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1.16%（試樣S2）時(shí)材料的力學(xué)性能達(dá)到最高值。
3）添加一定量玻璃纖維可在竹塑復(fù)合材料中產(chǎn)生深陷阱從而降低載流子遷移率，提升竹塑絕緣材料的電學(xué)和耐壓性能，絕緣電阻、擊穿電壓和沿面閃絡(luò)電壓最大增幅分別為11.80%、12.80%與12.99%，電介質(zhì)損耗tanδ值最大降幅為34.62%。
參考自：《玻璃纖維增強(qiáng)竹塑復(fù)合材料的力學(xué)與電氣性能》魯 亮等
