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1、介電彈性體作為一種新型的電致驅(qū)動(dòng)材料,自20世紀(jì)90年代被發(fā)現(xiàn)以來,吸引了廣大研究者的研究興趣。與其他驅(qū)動(dòng)器材料相比,介電彈性體具有獨(dú)特的性能優(yōu)勢(shì),如:大的驅(qū)動(dòng)應(yīng)變、高的驅(qū)動(dòng)能密度、應(yīng)變響應(yīng)時(shí)間快、低介電損耗以及良好的耐溫耐濕性。這些優(yōu)異的性能賦予了介電彈性體廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域和巨大的應(yīng)用潛能。同時(shí),介電彈性體的發(fā)展也面臨著許多挑戰(zhàn),介電常數(shù)和楊氏模量成為提高介電彈性體性能的關(guān)鍵因素。本課題旨在合成一種同時(shí)具有高介電常數(shù)和低楊氏模量的介電彈
2、性體,其研究?jī)?nèi)容以及結(jié)果如下:
1、利用HDI和PTMG合成出了不同NCO/OH比值以及不同擴(kuò)鏈劑來擴(kuò)鏈的聚氨酯彈性體。利用傅里葉紅外光譜分析對(duì)其結(jié)構(gòu)進(jìn)行了表征,并考察了聚氨酯彈性體的熱性能、力學(xué)性能、介電性能以及電致形變性能。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn),不同NCO/OH比值的聚氨酯彈性體,其玻璃化轉(zhuǎn)變溫度隨著NCO/OH比值的升高而升高,并且該系列聚氨酯彈性體的楊氏模量隨著NCO/OH比值的升高先升高后降低,但總體來說,模量較高,最低的模量也
3、有6.73MPa。同時(shí),NCO/OH比值的變化對(duì)材料的介電常數(shù)影響不大,其介電常數(shù)比其他聚氨酯彈性體(ε約為3~6)高了至少33%,達(dá)到了8左右。在不同擴(kuò)鏈劑制備的聚氨酯體系中,擴(kuò)鏈劑長(zhǎng)度越長(zhǎng),聚氨酯彈性體的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度越低,介電常數(shù)也越低,從最高的7.35下降到3.03。雖然其模量也有所下降,但介電常數(shù)下降的速度更快,導(dǎo)致介電常數(shù)與楊氏模量的比值下降,不利于電致形變的產(chǎn)生。總體來說,我們合成出了一種介電常數(shù)高于其他聚氨酯材料的彈性體
4、,然而其模量問題沒有得到徹底解決,這仍需要進(jìn)一步的探索。
2、利用CA和PEG合成出一系列PEC聚酯彈性體并探究了其性能。結(jié)果表明,PEC具有相當(dāng)高的介電常數(shù),達(dá)到了21,這幾乎高于其他所有的介電彈性體的基體材料。隨著PEC聚酯彈性體中CA含量的降低,其介電常數(shù)會(huì)稍稍下降,但模量也會(huì)隨之下降。隨著PEG與CA比值從3∶2下降到1∶1,其聚合物的模量從1.42MPa下降了一半,降至0.70MPa。因而PEG/CA為1∶1時(shí),PE
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