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.pdf

1、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(lái)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

2、問(wèn)題，如模量提高，加工性能變差，擊穿強(qiáng)度降低等。因此通過(guò)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(guò)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)（

3、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