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

《北京化工大學(xué)》 2015年

基于巰基點(diǎn)擊化學(xué)制備本征高電力學(xué)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(jī)械能。介電彈性體驅(qū)動(dòng)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(yīng)用于人工肌肉,傳感器,智能機(jī)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(dòng)電壓,這增加了DEA的設(shè)計(jì)成本同時(shí)對(duì)人體及設(shè)備存在潛在危險(xiǎn)。傳統(tǒng)的來提高其性能的方法包括引入填料制備復(fù)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(qiáng)度降低等。因此通過分子設(shè)計(jì)化學(xué)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(dòng)電壓大應(yīng)變的新一代介電彈性體的重點(diǎn)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(tuán),然而由于傳統(tǒng)的制備方法的限制,引入的極性基團(tuán)的性質(zhì)和含量有限。在此我們通過巰基烯烴點(diǎn)擊化學(xué)反應(yīng)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(xué)性能的綠色介電彈性體。不同極性基團(tuán)(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(qiáng)度(仍高于3MPa)以及模量均顯著降低,同時(shí)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(dòng)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(qiáng)度以及模量均顯著降低,同時(shí)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(dòng)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(jiǎn)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(dòng)應(yīng)變,高機(jī)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(xué)位授予單位】：北京化工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TQ334
【目錄】：

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