本文關(guān)鍵詞：新穎介電彈性體復合材料的設計、制備及性能，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

《北京化工大學》 2015年

基于巰基點擊化學制備本征高電力學性能介電彈性體的研究

孫海斌  

【摘要】：介電彈性體(DE)是電活性聚合物的一種,在外加電壓下可以產(chǎn)生大形變從而將電能轉(zhuǎn)化為機械能。介電彈性體驅(qū)動器(DEA)由于其優(yōu)越的性能如質(zhì)量輕,能量密度大,效率高等,而被廣泛研究及應用于人工肌肉,傳感器,智能機器人等領(lǐng)域。然而由于其內(nèi)在原因(用作DEA的DE介電常數(shù)低),獲得大形變通常需要很高的驅(qū)動電壓,這增加了DEA的設計成本同時對人體及設備存在潛在危險。傳統(tǒng)的來提高其性能的方法包括引入填料制備復合型DE,然而由于其固有原因同樣存在一些問題,如模量提高,加工性能變差,擊穿強度降低等。因此通過分子設計化學合成或接枝改性制備兼具高介電常數(shù)和低模量的新型均質(zhì)介電彈性體將是發(fā)展低驅(qū)動電壓大應變的新一代介電彈性體的重點方向。合成或改性方法主要集中在向彈性體基體上引入極性基團,然而由于傳統(tǒng)的制備方法的限制,引入的極性基團的性質(zhì)和含量有限。在此我們通過巰基烯烴點擊化學反應制備了一種基于苯乙烯-丁二烯-苯乙烯三嵌段共聚物(SBS)的具有本征高電力學性能的綠色介電彈性體。不同極性基團(酯基,氰基)被接枝在SBS的主鏈或者側(cè)鏈的雙鍵上。(1)在接枝酯基后PB和PS相的相容性增加,使得SBS的相分離效果減弱,PB和PS相態(tài)發(fā)生改變,尺寸均降低。SBS的拉伸強度(仍高于3MPa)以及模量均顯著降低,同時介電常數(shù)大幅提高(在103Hz下從4.3提高到12.2),最大電致形變由0.42%提高到5.5%,在某一給定驅(qū)動電壓下電致形變顯著提高(如在15kV/mm下由0.01%提高到3.0%)。(2)在接枝氰基后SBS的拉伸強度以及模量均顯著降低,同時介電常數(shù)大幅提高(在103Hz下從4.3提高到7.32),最大電致形變由0.79%提高到2.12%,在某一給定驅(qū)動電壓下電致形變顯著提高(如在15kV/mm下由0.01%提高到1.06%)。在此,我們的方法提供了一種簡單的高效的且可控的制備方法,可以制備具有高介電常數(shù),低電壓下可產(chǎn)生大驅(qū)動應變,高機械性能,優(yōu)良加工性能和可回收性的綠色介電彈性體。

【關(guān)鍵詞】：
【學位授予單位】：北京化工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TQ334
【目錄】：

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