目的制備具有優(yōu)異介電性能,可用于傳感器的熱塑性聚氨酯彈性體復(fù)合材料。方法使用十八烷基胺修飾氧化石墨烯片層,通過熱處理工藝部分還原改性后的氧化石墨烯,利用溶液混合法將改性石墨烯分散到熱塑性聚氨酯的基體中,通過絮凝-熱壓的方法成形,并測試其結(jié)構(gòu)、介電性能及傳感性能。結(jié)果十八烷基胺通過共價鍵的形式接枝到氧化石墨烯表面,X射線衍射表明,十八烷基胺通過表面接枝改性,增大了石墨烯片層的層間距。結(jié)論改性石墨烯填充的介電彈性體具有較高的介電常數(shù)和較低的介電損耗,且表現(xiàn)出良好的彎曲形變-介電敏感響應(yīng)。 

【文章來源】：包裝工程. 2017,38(13)北大核心CSCD

【文章頁數(shù)】：4 頁

【部分圖文】：

GO和GO-ODA的紅外光譜

GO和GO-ODA的XRD圖

3種因素共同作用的結(jié)果：改性后的石墨烯因其較大的層間距增大了石墨烯片層間的空間位阻，從而能夠在基體中較好分散，提高了介電性能；改性后的石墨烯通過熱處理，部分還原了石墨烯的π共軛結(jié)構(gòu)，從而增強了石墨烯的導(dǎo)電能力，進而更多的自由電子能夠運動到石墨烯與基體的界面處，增強了界面極化，提高了介電性能；TPU彈性體的分子鏈與石墨烯可能形成了氫鍵[17]，從而提高了材料的偶極極化，提高了介電性能。基于以上的分析，可知在該體系中界面極化和偶極極化是導(dǎo)致彈性體獲得較優(yōu)介電性能的主要原因[18]。圖3GO-ODA的AFM圖Fig.3AFMimagesofGO-ODA圖4不同GO-ODA質(zhì)量分數(shù)對介電彈性體介電性能的影響Fig.4DielectricpropertiesofelastomerswithdifferentcontentofGO-ODA3.5介電彈性體的傳感性能初探基于C=ε0εrA/d（C為電容；ε0和εr為材料的真空介電常數(shù)和相對介電常數(shù)；A為電極板面積；d為兩極板間距），具有較高介電常數(shù)的材料可以作為電容式傳感器監(jiān)測外界力的變化[19]。將質(zhì)量分數(shù)為2%的改性石墨烯填充的熱塑性聚氨酯彈性體兩端鑲?cè)脬~網(wǎng)，構(gòu)建一個電容式的介電傳感器，并對其傳感性能進行探索，見圖5，其特征公式為y=1.950.004x。由圖5可知，彈性體傳感器在不同的彎曲角度下，其電容隨彎曲角度的不同而改變。當(dāng)彎曲角度從180°到30°，以30°的梯度逐步遞減時，彈性體的電容值從1.26pF逐漸增大。這是因為介電彈性體在

【參考文獻】：
期刊論文
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本文編號：3145989