硅橡膠介電彈性體復合材料的制備與性能研究.pdf

1、硅橡膠介電彈性體復合材料在介電彈性體研究領域中研究最為廣泛，具有模量低、介電常數高、彈性能量密度高、應變響應速度快、加工性好等優(yōu)點，有著良好的應用前景。本文分別制備了硅膠/二氧化鈦和硅膠/聚乙二醇復合材料，研究了二氧化鈦和聚乙二醇對硅膠介電性能、力學性能以及電致應變性能的影響。主要內容如下:
　　 1、以液體硅膠DC3481為基體，分別以微米金紅石型二氧化鈦(μ-TiO2)、納米金紅石型二氧化鈦(n-TiO2)和納米混合型二氧化

2、鈦(Mix-TiO2)為填料，通過溶液室溫硫化法制備了硅膠/TiO2復合材料薄膜。首先將30份這三種不同類型的TiO2分別添加到硅膠中，這三種不同類型TiO2與硅膠的復合材料的介電常數、楊氏模量均高于純硅膠。兩種金紅石型TiO2復合材料的介電常數最高，比純硅膠提高了80％，金紅石型微米TiO2復合材料的優(yōu)化指數（介電常數與楊氏模量的比值）最高，因此在50V/μm驅動電壓下其電致應變達到18％，比純硅膠高出50％。
　　 然后分別

3、添加10、20、30phr微米金紅石型TiO2到硅膠中，研究了其用量對硅膠介電、力學、電致應變等性能的影響，復合材料的模量與介電常數隨TiO2用量增加會持續(xù)提高，30份TiO2與硅膠復合材料的優(yōu)化指數最高，其電致應變也最高。將實際電致應變與理論計算值進行了對比分析，闡述了介電損耗和力學損耗對電致應變的影響。
　　 2、以液體硅膠DC3481為基體，分別以重均分子量為600和1500的聚乙二醇(PEG)為填料，通過溶液室溫硫化法制

4、備硅膠/PEG復合材料。首先分別將5phr這兩種不同分子量的PEG添加到硅膠中，這兩種復合材料的介電常數均高于純硅膠，PEG1500/硅膠復合材料的介電常數最高，比純硅膠高出50％。PEG600/硅膠的楊氏模量低于純硅膠，PEG1500/硅膠復合材料的模量高于純硅膠。這是由于PEG600為液態(tài)，具有增塑作用，能夠降低分子間力，PEG1500為半結晶結構具有增強的作用。最終PEG600/硅膠復合材料的優(yōu)化指數高于純硅膠，PEG1500/硅

5、膠復合材料的優(yōu)化指數低于純硅膠，導致PEG600/硅膠的電致應變最高，PEG1500/硅膠的電致應變最低。
　　 然后分別添加2、5、8份PEG600到硅膠中，研究PEG600用量對硅膠介電、力學和電致應變性能的影響。隨著PEG600用量增加，復合材料的介電常數持續(xù)提高，模量持續(xù)下降，電致應變持續(xù)提高。但是復合材料的體積電阻率也持續(xù)下降，使復合材料的擊穿強度下降。此外，將理論計算應變與實際電致應變進行了比較分析，討論了介電常數、