本文主要研究内容
作者赵玉（2019）在《聚丙烯酸酯基介电弹性体制备及其性能研究》一文中研究指出：科技进步,特别是机器人,自动化产业以及人造生物装置的发展,对机电能转换器提出了越来越高的要求。新型的高能量输出,高应变,高柔韧性,轻质量,低成本的机电转换器将为该产业的进一步发展提供有力支持。介电弹性体(DE)作为制备机电能转换器的新型材料,具有能量密度高、形变量大、响应速度快、机电转化效率高等优点。然而,目前介电弹性体材料通常需要非常高的驱动电压以实现好的机电转换性能,这严重制约了介电弹性体的应用前景。根据介电弹性体机电能量转换机理可知,提高材料介电常数和/或降低弹性模量是实现低驱动电压下大形变的可行性策略。以此为目标,在本论文中我们做了以下工作:(1)通过原子转移自由基聚合法(ATRP)制备了丙烯酸正丁酯(BA)含量为69.5 wt%的丙烯酸正丁酯-丙烯酸共聚物——p(BA-AA)。研究了聚乙二醇200(PEG 200)对p(BA-AA)共聚物力学和介电性能的影响。PEG 200的加入能够大幅度降低p(BA-AA)/PEG 200共混物的杨氏模量,其杨氏模量最小值为0.6 MPa。p(BA-AA)/PEG 200共混物的介电常数随PEG 200含量增加而显著提高,最大值为15.4。最终p(BA-AA)/PEG 200共混物在电场强度为25 kV/mm时达到4.2%的面积形变。(2)通过ATRP法制备了 BA含量为78.7 wt%的p(BA-AA)共聚物。通过三价铁离子与羧基的络合作用,制备出p(BA-AA)@Fe3+交联聚合物。p(BA-AA)@Fe3+络合物具有>900%的断裂伸长率和>2MPa的断裂强度。p(BA-AA)@Fe3+络合物的杨氏模量较小(<1.1MPa)。随着三价铁离子用量降低,p(BA-AA)@Fe3+络合物的介电常数略有增加。(3)通过ATRP法制备了一系列BA质量分数不同的丙烯酸正丁酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚物——p(BA-GMA),并利用GMA的环氧侧基的开环反应制备了自交联聚合物c-p(BA-GMA)。c-p(BA-GMA)的杨氏模量随GMA含量降低从0.41 MPa下降至0.11 MPa,其驱动敏感因子从14.43 MPa-1增加至51.54 MPa-1。c-p(BA-GMA)在低电场21.6 kV/mm时的驱动形变高达52.1%。并且,将c-p(BA-GMA)-3制成弯曲驱动器,测得该驱动器具有较好的驱动响应性。(4)通过ATRP法制备了 BA含量为68 wt%的丙烯酸正丁酯-丙烯酸羟乙酯共聚物——p(BA-HEA),利用p(BA-HEA)中的羟基(-OH)与二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)中的异氰酸酯基(-NCO)的缩聚反应制备出聚氨酯丙烯酸酯弹性体——p(BA-HEA)@MDI。随着MDI用量的降低,p(BA-HEA)@MDI的杨氏模量显著下降。氨基甲酸酯基-OC(O)NH-以及-OH的存在使得p(BA-HEA)@MDI的介电常数维持在较高值(～7)。p(BA-HEA)@MDI-3在15.2 kV/mm的较低电场下具有.14.4%的大面积形变。
Abstract
ke ji jin bu ,te bie shi ji qi ren ,zi dong hua chan ye yi ji ren zao sheng wu zhuang zhi de fa zhan ,dui ji dian neng zhuai huan qi di chu le yue lai yue gao de yao qiu 。xin xing de gao neng liang shu chu ,gao ying bian ,gao rou ren xing ,qing zhi liang ,di cheng ben de ji dian zhuai huan qi jiang wei gai chan ye de jin yi bu fa zhan di gong you li zhi chi 。jie dian dan xing ti (DE)zuo wei zhi bei ji dian neng zhuai huan qi de xin xing cai liao ,ju you neng liang mi du gao 、xing bian liang da 、xiang ying su du kuai 、ji dian zhuai hua xiao lv gao deng you dian 。ran er ,mu qian jie dian dan xing ti cai liao tong chang xu yao fei chang gao de qu dong dian ya yi shi xian hao de ji dian zhuai huan xing neng ,zhe yan chong zhi yao le jie dian dan xing ti de ying yong qian jing 。gen ju jie dian dan xing ti ji dian neng liang zhuai huan ji li ke zhi ,di gao cai liao jie dian chang shu he /huo jiang di dan xing mo liang shi shi xian di qu dong dian ya xia da xing bian de ke hang xing ce lve 。yi ci wei mu biao ,zai ben lun wen zhong wo men zuo le yi xia gong zuo :(1)tong guo yuan zi zhuai yi zi you ji ju ge fa (ATRP)zhi bei le bing xi suan zheng ding zhi (BA)han liang wei 69.5 wt%de bing xi suan zheng ding zhi -bing xi suan gong ju wu ——p(BA-AA)。yan jiu le ju yi er chun 200(PEG 200)dui p(BA-AA)gong ju wu li xue he jie dian xing neng de ying xiang 。PEG 200de jia ru neng gou da fu du jiang di p(BA-AA)/PEG 200gong hun wu de yang shi mo liang ,ji yang shi mo liang zui xiao zhi wei 0.6 MPa。p(BA-AA)/PEG 200gong hun wu de jie dian chang shu sui PEG 200han liang zeng jia er xian zhe di gao ,zui da zhi wei 15.4。zui zhong p(BA-AA)/PEG 200gong hun wu zai dian chang jiang du wei 25 kV/mmshi da dao 4.2%de mian ji xing bian 。(2)tong guo ATRPfa zhi bei le BAhan liang wei 78.7 wt%de p(BA-AA)gong ju wu 。tong guo san jia tie li zi yu suo ji de lao ge zuo yong ,zhi bei chu p(BA-AA)@Fe3+jiao lian ju ge wu 。p(BA-AA)@Fe3+lao ge wu ju you >900%de duan lie shen chang lv he >2MPade duan lie jiang du 。p(BA-AA)@Fe3+lao ge wu de yang shi mo liang jiao xiao (<1.1MPa)。sui zhao san jia tie li zi yong liang jiang di ,p(BA-AA)@Fe3+lao ge wu de jie dian chang shu lve you zeng jia 。(3)tong guo ATRPfa zhi bei le yi ji lie BAzhi liang fen shu bu tong de bing xi suan zheng ding zhi -jia ji bing xi suan su shui gan you zhi gong ju wu ——p(BA-GMA),bing li yong GMAde huan yang ce ji de kai huan fan ying zhi bei le zi jiao lian ju ge wu c-p(BA-GMA)。c-p(BA-GMA)de yang shi mo liang sui GMAhan liang jiang di cong 0.41 MPaxia jiang zhi 0.11 MPa,ji qu dong min gan yin zi cong 14.43 MPa-1zeng jia zhi 51.54 MPa-1。c-p(BA-GMA)zai di dian chang 21.6 kV/mmshi de qu dong xing bian gao da 52.1%。bing ju ,jiang c-p(BA-GMA)-3zhi cheng wan qu qu dong qi ,ce de gai qu dong qi ju you jiao hao de qu dong xiang ying xing 。(4)tong guo ATRPfa zhi bei le BAhan liang wei 68 wt%de bing xi suan zheng ding zhi -bing xi suan qiang yi zhi gong ju wu ——p(BA-HEA),li yong p(BA-HEA)zhong de qiang ji (-OH)yu er ben ji jia wan er yi qing suan zhi (MDI)zhong de yi qing suan zhi ji (-NCO)de su ju fan ying zhi bei chu ju an zhi bing xi suan zhi dan xing ti ——p(BA-HEA)@MDI。sui zhao MDIyong liang de jiang di ,p(BA-HEA)@MDIde yang shi mo liang xian zhe xia jiang 。an ji jia suan zhi ji -OC(O)NH-yi ji -OHde cun zai shi de p(BA-HEA)@MDIde jie dian chang shu wei chi zai jiao gao zhi (～7)。p(BA-HEA)@MDI-3zai 15.2 kV/mmde jiao di dian chang xia ju you .14.4%de da mian ji xing bian 。
论文参考文献
论文详细介绍
论文作者分别是来自北京科技大学的赵玉，发表于刊物北京科技大学2019-01-16论文，是一篇关于介电弹性体论文,介电常数论文,杨氏模量论文,驱动敏感因子论文,驱动形变论文,北京科技大学2019-01-16论文的文章。本文可供学术参考使用，各位学者可以免费参考阅读下载，文章观点不代表本站观点，资料来自北京科技大学2019-01-16论文网站，若本站收录的文献无意侵犯了您的著作版权，请联系我们删除。
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