介電彈性體（DEs）是一種經(jīng)表面涂覆柔性電極后可在電場(chǎng)中發(fā)生平面方向變大、厚度方向減小的應(yīng)變,去掉電場(chǎng)后又能恢復(fù)其原來(lái)形狀的一類新型智能彈性體材料。硅橡膠（SR）由于具有模量低、應(yīng)變響應(yīng)速度快及溫度適應(yīng)范圍廣等優(yōu)點(diǎn)而成為DEs材料中最有應(yīng)用前景的一類聚合物基體材料。但是硅橡膠自身的介電常數(shù)（ε）低,限制了其在介電彈性體（DE）領(lǐng)域的應(yīng)用。本論文旨在不影響SR其它優(yōu)異性能的前提下提高其ε�；谠撘�,本論文采用導(dǎo)電填料多壁碳納米管（MWCNTs）對(duì)SR進(jìn)行填充改性,同時(shí),為保證MWCNTs能在SR中均勻分散,在填充前先對(duì)MWCNTs進(jìn)行硅烷化修飾。本論文首先研究了硅烷改性條件及硅烷偶聯(lián)劑的官能度對(duì)MWCNTs結(jié)構(gòu)的影響。采用甲基三乙氧基硅烷（MTES）、二甲基二乙氧基硅烷（DMDES）及三甲基乙氧基硅烷（TMES）,分別在有水和無(wú)水的條件下對(duì)MWCNTs進(jìn)行表面修飾,通過傅立葉變換紅外（FTIR）光譜、X射線光電子能譜（XPS）、掃描電子顯微鏡（SEM）及透射電子顯微鏡（TEM）共同表征了MWCNTs改性前后的化學(xué)結(jié)構(gòu)。結(jié)果表明,MTES在有水條件下對(duì)MWCNTs進(jìn)行的改性（MWCNTs... 

【文章來(lái)源】：湖北工業(yè)大學(xué)湖北省

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【學(xué)位級(jí)別】：碩士

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介電彈性體的驅(qū)動(dòng)機(jī)理示意圖

寄擅墜艿慕峁?1991年日本科學(xué)家Iijma[50]在用電弧放電法蒸發(fā)石墨時(shí)意外發(fā)現(xiàn)了碳納米管（CarbonNanotubes,CNTs），因?yàn)槠涮厥獾碾妼W(xué)、力學(xué)和化學(xué)等性能迅速吸引了研究人員的注意。在CNTs中，每個(gè)C原子以sp2雜化的形式連接另外3個(gè)C原子，最終以六元環(huán)的方式形成網(wǎng)格結(jié)構(gòu)，但是在管端和缺陷處會(huì)以sp3雜化的形式形成五元環(huán)或者七元環(huán)[5153]。CNTs可以看作是由層狀結(jié)構(gòu)的石墨烯同軸旋轉(zhuǎn)而成，根據(jù)石墨烯的層數(shù)可以將CNTs分為單壁碳納米管（SWCNTs）、雙壁碳納米管（DWCNTs）及多壁碳納米管（MWCNTs）[54,55]，CNTs的結(jié)構(gòu)如圖1.5所示。（a）（b）圖1.5碳納米管的結(jié)構(gòu)示意圖，（a）為單壁碳納米管，（b）為多壁碳納米管Figure1.5Schematicstructureofcarbonnanotubes,(a)issingle-walledcarbonnanotube(SWCNTs);(b)ismulti-walledcarbonnanotubes(MWCNTs)

湖北工業(yè)大學(xué)工程碩士學(xué)位論文13的溫度（5001200oC）下使碳源（如乙炔，乙烯，丙烯，甲烷，苯和甲苯等）裂解，最終得到CNTs[71]。相對(duì)而言，CVD法由于設(shè)備簡(jiǎn)單、反應(yīng)過程可控、CNTs產(chǎn)率高以及可以通過控制催化劑來(lái)得到定向排列的CNTs等優(yōu)點(diǎn)，因而廣泛用于制備CNTs[72]。圖1.6碳納米管制備技術(shù)以及產(chǎn)量分布。（a）為電弧放電法；（b）為激光燒蝕法；（c）為化學(xué)氣相沉積（CVD）法；（d）為不同方法獲得的碳納米管的產(chǎn)量分布（從國(guó)內(nèi)外8家公司以及實(shí)驗(yàn)室制備情況進(jìn)行數(shù)據(jù)收集分析得到）[55]Figure1.6TechniquesandproductiondistributionofCNTs:(a)isarc-discharge;(b)islaserablation;(c)ischemicalvapordeposition;(d)isspecificproductiondistributionsfordifferenttechniques[55]1.4.4碳納米管的修飾盡管CNTs自身?yè)碛性S多優(yōu)異的性能，但是在與聚合物直接復(fù)合時(shí)難以達(dá)到理想的效果，其主要原因有兩點(diǎn)[7375]：一是未修飾的CNTs自身表面能高，CNTs之間由于范德華力的作用易發(fā)生團(tuán)聚，而一般的聚合物加工方法很難破壞這種團(tuán)聚，這樣就會(huì)導(dǎo)致CNTs在聚合物中分散不均勻，得到的復(fù)合物在不同位置性能也會(huì)有差異；二是未修飾的CNTs的管壁很光滑，幾乎沒有懸掛鍵，而其表面CC共價(jià)鍵和環(huán)結(jié)構(gòu)的化學(xué)反應(yīng)性極低，同時(shí)與聚合物的界面差異很大，因此聚合物受到的載荷無(wú)法有效傳遞到CNTs上�；谝陨蟽牲c(diǎn)原因，未修飾的CNTs直接填充在聚合物中時(shí)往往無(wú)法達(dá)到預(yù)期的增強(qiáng)效果。為了解決CNTs的團(tuán)聚和與聚合物相互作用的問題，需要對(duì)CNTs進(jìn)行修飾，一方面降低其表面能，減弱或阻止其團(tuán)聚；另一方面改善其與聚合物基體的界面差異，增加其與基體之間的相互作用。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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碩士論文
[1]異維納米填料/硅橡膠復(fù)合材料的結(jié)構(gòu)與性能[D]. 李洪彥.天津大學(xué) 2010



本文編號(hào)：2957904