硅橡膠介電彈性體復(fù)合材料制備和性能的研究

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1、學(xué)位論文數(shù)據(jù)集中圖分類號TQ334．9學(xué)科分類號430．5530論文編號1001020120386密級公開學(xué)位授予單位名學(xué)位授予單位代碼10010北京化工大學(xué)稱作者姓名劉浩亮學(xué)號2009000386獲學(xué)位專業(yè)名稱材料科與工程獲學(xué)位專業(yè)代碼080502課題來源基金課題研究方向介電彈性體論文題目硅橡膠介電彈性體復(fù)合材料的制備與性能研究關(guān)鍵詞硅橡膠，二氧化鈦，聚乙二醇，介電常數(shù)，電致應(yīng)變，優(yōu)化指數(shù)論文答辯日期2012．05．27術(shù)論文類型基礎(chǔ)研究學(xué)位論文評閱及答辯委員會情況姓名職稱工作單位學(xué)科專長指導(dǎo)教師田明教授北京化工大學(xué)高分子材料北京橡膠工業(yè)評閱人1

2、吳文彪高工高分子材料研究設(shè)計院評閱人2吳衛(wèi)東高工北京化工大學(xué)高分子材料評閱人3評閱人4北京橡膠工業(yè)研答辯委員會主席吳文彪高工高分子材料究設(shè)計院答辯委員1張立群教授北京化工大學(xué)高分子材料答辯委員2田明教授北京化工大學(xué)高分子材料答辯委員3吳絲竹教授北京化工大學(xué)高分子材料答辯委員4趙秀英副教授北京化工大學(xué)高分子材料答辯委員5吳衛(wèi)東高工北京化工大學(xué)高分子材料注：一．，論文類型：1．基礎(chǔ)研究2．應(yīng)用研究3．開發(fā)研究4．其它二．中圖分類號在《中國圖書資料分類法》查詢。三．學(xué)科分類號在中華人民共和國國家標(biāo)準(zhǔn)(G陰13745．9)《學(xué)科分類與代碼》中查詢。四．論文

3、編號由單位代碼和年份及學(xué)號的后四位組成。摘要硅橡膠介電彈性體復(fù)合材料的制備與性能研究硅橡膠介電彈性體復(fù)合材料在介電彈性體研究領(lǐng)域中研究最為廣泛，具有模量低、介電常數(shù)高、彈性能量密度高、應(yīng)變響應(yīng)速度快、加工性好等優(yōu)點，有著良好的應(yīng)用前景。本文分別制備了硅膠／z．氧化鈦和硅膠／聚乙二醇復(fù)合材料，研究了二氧化鈦和聚乙二醇對硅膠介電性能、力學(xué)性能以及電致應(yīng)變性能的影響。主要內(nèi)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(-Ti02)、納米金紅石型二氧化鈦(n-Ti02)和納米混合型二氧化鈦(Mix—Ti02)為填料，通過溶液室溫硫化

4、法制備了硅膠／Ti02復(fù)合材料薄膜。首先將30份這三種不同類型的Ti02分別添加到硅膠中，這三種不同類型Ti02與硅膠的復(fù)合材料的介電常數(shù)、楊氏模量均高于純硅膠。兩種金紅石型Ti02復(fù)合材料的介電常數(shù)最高，比純硅膠提高了●80％，金紅石型微米Ti02復(fù)合材料的優(yōu)化指數(shù)(介電常數(shù)與楊氏模量的比值)最高，因此在50V／gin驅(qū)動電壓下其電致應(yīng)變達(dá)到18％，比純硅膠高出50％。然后分別添加10、20、30phr微米金紅石型Ti02到硅膠中，研究了其用量對硅膠介電、力學(xué)、電致應(yīng)變等性能的影響，復(fù)合材料的模量與介電常數(shù)隨Ti02用量增加會持續(xù)提高，30份Ti

5、02與硅膠復(fù)合材料的優(yōu)化指數(shù)最高，其電致應(yīng)變也最高。將實際電致應(yīng)變與理論計北京化工大學(xué)碩士學(xué)位論文算值進(jìn)行了對比分析，闡述了介電損耗和力學(xué)損耗對電致應(yīng)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備硅膠／PEG復(fù)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(fù)合材料的介電常數(shù)均高于純硅膠，PEGl500／硅膠復(fù)合材料的介電常數(shù)最高，比純硅膠高出50％。PEG600／硅膠的楊氏模量低于純硅膠，PEGl500／硅膠復(fù)合材料的模量高于純硅膠。這是由于P

6、EG600為液態(tài)，具有增塑作用，能夠降低分子間力，PEGl500為半結(jié)晶結(jié)構(gòu)具有增強(qiáng)的作用。最終PEG600／硅膠復(fù)合材料的優(yōu)化指數(shù)高于純硅膠，PEGl500／硅膠復(fù)合材料的優(yōu)化指數(shù)低于純硅膠，導(dǎo)致PEG600／硅膠的電致應(yīng)變最高，PEGl500／硅膠的電致應(yīng)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(xué)和電致應(yīng)變性能的影響。隨著PEG600用量增加，復(fù)合材料的介電常數(shù)持續(xù)提高，模量持續(xù)下降，電致應(yīng)變持續(xù)提高。但是復(fù)合材料的體積電阻率也持續(xù)下降，使復(fù)合材料的擊穿強(qiáng)度下降。此外，將理論計算應(yīng)變與實際電致應(yīng)變

7、進(jìn)行了比較分析，討論了介電常數(shù)、介電損耗、楊氏模量、力學(xué)損耗與電致應(yīng)變之間的關(guān)系，對今后的研究有一定的指導(dǎo)意義。關(guān)鍵詞：硅橡膠，二氧化鈦，聚乙二醇，介電常數(shù)，電致應(yīng)變，優(yōu)化指數(shù)IIABS_rRACTTHEPREPARArIONANDSTUDYoFSⅡ。ICoNED皿LECⅡIICELASToM匝RCoT垤POSⅡESS1RACTDielectricsiliconeelastomercompositeshavethemeritsoflowmodulus，highdielectriccomtant，highelasticenergydensi吼fast

8、responsespeedandgoodprocessability，SOtheyenjoythemostCOlilmon