点击化学接枝改性设计制备新型介电弹性体及机电性能研究
发布时间：2021-08-13 08:23
介电弹性体驱动器（DEA）具有质量轻、形变量大、响应速度快、能量密度高等优势,因而在人工肌肉、微型机器人、假肢器官等领域应用前景广阔。然而目前用于制备DEA的介电弹性体（DE）材料的驱动电压较高,对人体或仪器设备存在潜在危险,限制了其应用。因此设计制备能够在低驱动电压下产生大形变的新型DE材料是发展新一代DEA的关键。目前通过分子设计化学合成或接枝改性制备新型均质DE已经成为发展新型DEA的重点方向。本课题旨在建立一种基于巯基-烯烃点击化学反应制备均质DE的新方法,通过在弹性体的侧链上接枝极性侧基,期望制备新型高介电常数（￡,）低模量（Y）的均质DE。并探究分子结构（极性侧基的性质及含量）对机电性能和电驱动性能的影响关系。同时面向硅胶DE在实际应用过程中面临的问题,通过调控分子结构和交联网络实现硅胶DE的功能化。创新性工作及结果如下:（1）基于琉基-烯烃反应设计制备了高机电性能的苯乙烯-丁二烯-苯乙烯三嵌段共聚物（SBS）基DE材料。通过巯基-烯烃反应在SBS的聚丁二烯（PB）链段上接枝了酯基从而制备了均质SBS基的DE材料。发现通过调节反应时间可以控制酯基的接枝率。接枝酯基之后,聚苯...
【文章来源】：北京化工大学北京市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：174 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
图１－２?（ａ）手臂机器人，（ｂ）手臂机器人的一个组成单元，（ｃ）鱼型飞行器，（ｄ）?ＦＬＥＸ?ＩＩ??行走机器人，（ｅ）?ＭＥＲｂｏｔ行走机器人??Ｆｉｇ．?１－２?（ａ）?ａｒｍ?ｒｏｂｏｔ，?（ｂ）?ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｎｇ?ｄｅｖｉｃｅ?ｏｆ?ｔｈｅ?ａｒｍ?ｒｏｂｏｔ，?（ｃ）?Ｆｉｓｈ－ｌｉｋｅ?ｐｒｏｐｕｌｓｉｏｎ?ａｉｒｓｈｉｐ，?（ｄ）??ＦＬＥＸ?ＩＩ?ｗａｌｋｉｎｇ?ｒｏｂｏｔ?ａｎｄ?（ｅ）?ＭＥＲｂｏｔ?ｗａｌｋｉｎｇ?ｒｏｂｏｔ??ＤＥＡ的出现为传统驱动技?
ＤＥ仍难以达到天然肌肉的驱动能力，但是目前的研宄结果己经展现了足够广阔的前??景。Ｂａｒ－Ｃｏｈｅｎ等在２００５年组织了一场人与ＥＡＰ驱动的机器人手臂的掰手腕比赛，??Ｋｏｖａｃｓ等人对该机器人的结构以及材料做了详细的报导［６］。这是ＤＥ首次在仿生机器??人和假肢器官等领域展示出诱人的应用潜力。Ｌｉｕ等人基于一种膨胀式ＤＥＡ驱动器设??计，制备了一种仿生眼球，可以实现－５０°到５０°的眼球旋转。其他仿生机器人包括鱼型??气艇［７］，毛毛虫机器人［８］，行走机器人［９］等，如图１－２所示。??第一款投入商业应用的ＤＥＡ设备是一款游戏中使用的高分辨率触觉反馈系统。??Ｂａｙｅｒ的材料科学部门利用ＤＥＡ研发了一款耳机音效增强设备，用以实现高保真耳机??音效，该设备为研发新型微型助听器勾画了蓝图。其他的商业应用包括盲文触觉显示??器［１（）］，变焦镜头［１１］，动作捕捉器件１１２１等等。??
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【参考文献】：
期刊论文
[1]聚氨酯弹性体电致伸缩性能研究[J]. 黄伟生,丛羽奇,林保平,吴建锋,李建清,冈本弘. 聚氨酯工业. 2006(03)
博士论文
[1]碳系填料介电弹性体复合材料的结构调控及电力学性能研究[D]. 刘苏亭.北京化工大学 2016
本文编号：3340088
【文章来源】：北京化工大学北京市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：174 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
图１－２?（ａ）手臂机器人，（ｂ）手臂机器人的一个组成单元，（ｃ）鱼型飞行器，（ｄ）?ＦＬＥＸ?ＩＩ??行走机器人，（ｅ）?ＭＥＲｂｏｔ行走机器人??Ｆｉｇ．?１－２?（ａ）?ａｒｍ?ｒｏｂｏｔ，?（ｂ）?ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｎｇ?ｄｅｖｉｃｅ?ｏｆ?ｔｈｅ?ａｒｍ?ｒｏｂｏｔ，?（ｃ）?Ｆｉｓｈ－ｌｉｋｅ?ｐｒｏｐｕｌｓｉｏｎ?ａｉｒｓｈｉｐ，?（ｄ）??ＦＬＥＸ?ＩＩ?ｗａｌｋｉｎｇ?ｒｏｂｏｔ?ａｎｄ?（ｅ）?ＭＥＲｂｏｔ?ｗａｌｋｉｎｇ?ｒｏｂｏｔ??ＤＥＡ的出现为传统驱动技?
ＤＥ仍难以达到天然肌肉的驱动能力，但是目前的研宄结果己经展现了足够广阔的前??景。Ｂａｒ－Ｃｏｈｅｎ等在２００５年组织了一场人与ＥＡＰ驱动的机器人手臂的掰手腕比赛，??Ｋｏｖａｃｓ等人对该机器人的结构以及材料做了详细的报导［６］。这是ＤＥ首次在仿生机器??人和假肢器官等领域展示出诱人的应用潜力。Ｌｉｕ等人基于一种膨胀式ＤＥＡ驱动器设??计，制备了一种仿生眼球，可以实现－５０°到５０°的眼球旋转。其他仿生机器人包括鱼型??气艇［７］，毛毛虫机器人［８］，行走机器人［９］等，如图１－２所示。??第一款投入商业应用的ＤＥＡ设备是一款游戏中使用的高分辨率触觉反馈系统。??Ｂａｙｅｒ的材料科学部门利用ＤＥＡ研发了一款耳机音效增强设备，用以实现高保真耳机??音效，该设备为研发新型微型助听器勾画了蓝图。其他的商业应用包括盲文触觉显示??器［１（）］，变焦镜头［１１］，动作捕捉器件１１２１等等。??
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【参考文献】：
期刊论文
[1]聚氨酯弹性体电致伸缩性能研究[J]. 黄伟生,丛羽奇,林保平,吴建锋,李建清,冈本弘. 聚氨酯工业. 2006(03)
博士论文
[1]碳系填料介电弹性体复合材料的结构调控及电力学性能研究[D]. 刘苏亭.北京化工大学 2016
本文编号：3340088
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