介電彈性體驅(qū)動器（DEA）具有質(zhì)量輕、形變量大、響應(yīng)速度快、能量密度高等優(yōu)勢,因而在人工肌肉、微型機器人、假肢器官等領(lǐng)域應(yīng)用前景廣闊。然而目前用于制備DEA的介電彈性體（DE）材料的驅(qū)動電壓較高,對人體或儀器設(shè)備存在潛在危險,限制了其應(yīng)用。因此設(shè)計制備能夠在低驅(qū)動電壓下產(chǎn)生大形變的新型DE材料是發(fā)展新一代DEA的關(guān)鍵。目前通過分子設(shè)計化學(xué)合成或接枝改性制備新型均質(zhì)DE已經(jīng)成為發(fā)展新型DEA的重點方向。本課題旨在建立一種基于巰基-烯烴點擊化學(xué)反應(yīng)制備均質(zhì)DE的新方法,通過在彈性體的側(cè)鏈上接枝極性側(cè)基,期望制備新型高介電常數(shù)（￡,）低模量（Y）的均質(zhì)DE。并探究分子結(jié)構(gòu)（極性側(cè)基的性質(zhì)及含量）對機電性能和電驅(qū)動性能的影響關(guān)系。同時面向硅膠DE在實際應(yīng)用過程中面臨的問題,通過調(diào)控分子結(jié)構(gòu)和交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)硅膠DE的功能化。創(chuàng)新性工作及結(jié)果如下:（1）基于琉基-烯烴反應(yīng)設(shè)計制備了高機電性能的苯乙烯-丁二烯-苯乙烯三嵌段共聚物（SBS）基DE材料。通過巰基-烯烴反應(yīng)在SBS的聚丁二烯（PB）鏈段上接枝了酯基從而制備了均質(zhì)SBS基的DE材料。發(fā)現(xiàn)通過調(diào)節(jié)反應(yīng)時間可以控制酯基的接枝率。接枝酯基之后,聚苯... 

【文章來源】：北京化工大學(xué)北京市 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：174 頁

【學(xué)位級別】：博士

【部分圖文】：

圖１－２?（ａ）手臂機器人，（ｂ）手臂機器人的一個組成單元，（ｃ）魚型飛行器，（ｄ）?ＦＬＥＸ?ＩＩ??行走機器人，（ｅ）?ＭＥＲｂｏｔ行走機器人??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的出現(xiàn)為傳統(tǒng)驅(qū)動技?

ＤＥ仍難以達到天然肌肉的驅(qū)動能力，但是目前的研宄結(jié)果己經(jīng)展現(xiàn)了足夠廣闊的前??景。Ｂａｒ－Ｃｏｈｅｎ等在２００５年組織了一場人與ＥＡＰ驅(qū)動的機器人手臂的掰手腕比賽，??Ｋｏｖａｃｓ等人對該機器人的結(jié)構(gòu)以及材料做了詳細的報導(dǎo)［６］。這是ＤＥ首次在仿生機器??人和假肢器官等領(lǐng)域展示出誘人的應(yīng)用潛力。Ｌｉｕ等人基于一種膨脹式ＤＥＡ驅(qū)動器設(shè)??計，制備了一種仿生眼球，可以實現(xiàn)－５０°到５０°的眼球旋轉(zhuǎn)。其他仿生機器人包括魚型??氣艇［７］，毛毛蟲機器人［８］，行走機器人［９］等，如圖１－２所示。??第一款投入商業(yè)應(yīng)用的ＤＥＡ設(shè)備是一款游戲中使用的高分辨率觸覺反饋系統(tǒng)。??Ｂａｙｅｒ的材料科學(xué)部門利用ＤＥＡ研發(fā)了一款耳機音效增強設(shè)備，用以實現(xiàn)高保真耳機??音效，該設(shè)備為研發(fā)新型微型助聽器勾畫了藍圖。其他的商業(yè)應(yīng)用包括盲文觸覺顯示??器［１（）］，變焦鏡頭［１１］，動作捕捉器件１１２１等等。??

?北京化工大學(xué)博士學(xué)位論文???〇?〇?〇?〇??ＳｅＡ?ＳｕＡ?ＩＡ?ＢＤＯ?ＰＤＯ??？Ｈ２０?ＴＩ（ＯＢｕ）４??＇Ｖ＂ｓ？＾〇＜＾Ｍ＾Ｋ０＾ｖ＾０Ａｘ－＾ｐｙ＊０ｖ？？＇＜ｓ＾０＇＇＇Ｙ＂＇Ｙ＾ｋ??（ｘ，?ｙ，?ｍ，?ｎ，?Ｌ，?ｋ?－?０，１，２．．．）??圖１－６縮合聚合制備聚酯ＤＥ??Ｆｉｇ．?１－６?Ｃｈｅｍｉｃａｌ?ｒｅａｃｔｉｏｎ?ｆｏｒ?ｆｏｒｍａｔｉｏｎ?ｏｆ?ｐｏｌｙｅｓｔｅｒ?ｅｌａｓｔｏｍｅｒ??ａ）?一山?ｂ）１?—ｒ￣￣??乜丨?３－?－＊－７０％?ＤＢＩ?／??＾?１６－?－＃－５０％?ＤＢＩ?／??ｆ?３?－＾－３０％?ＤＢＩ?Ｊ??ｍｒＬ＾??Ｐ１２?０?１０?２０?３０?４０??Ｅｌｅｃｔｒｉｃ?ｆｉ？ｌｄ?（ｋＶ／ｍｍ）??圖１－７?（ａ）?ＤＢＩ和異戊二烯共聚制備ＰＤＢＩＩ；?（ｂ）不同ＤＢＩ含量的ＰＤＢＩＩ的電致形變隨電場強??度變化圖??Ｆｉｇ．?１－７?（ａ）?Ｓｙｎｔｈｅｓｉｓ?ｏｆ?ＰＤＢＩＩ?ｓｔａｒｔｉｎｇ?ｆｒｏｍ?ＤＢＩ?ａｎｄ?ｉｓｏｐｒｅｎｅ；?（ｂ）?ａｃｔｕａｔｅｄ?ｓｔｒａｉｎ?ｖｅｒｓｕｓ?ｅｌｅｃｔｒｉｃ?ｆｉｅｌｄ?ｏｆ??ｃｒｏｓｓｌｉｎｋｅｄ?ＰＤＢＩＩ?ｗｉｔｈ?ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ?ＤＢＩ?ｃｏｎｔｅｎｔｓ??Ｐｉｅｒｓ－Ｒｕｂｉｎｓｚｔａｊｎ反應(yīng)是以一種常用的對娃膠進行官能化的反應(yīng)。Ｐｉｅｒｓ－Ｒｕｂｉｎｓｚｔａｊｎ??反應(yīng)是指烷氧基硅烷和含氫硅烷之間的縮合反應(yīng)，通常由三（五氟苯基）硼烷（Ｂ（Ｃ６Ｆ５）３?）??催化，如圖１－８所示。Ｍａｄｓｅｎ等人［７Ｇ】通過氯丙基甲基二甲氧基

【參考文獻】：
期刊論文
[1]聚氨酯彈性體電致伸縮性能研究[J]. 黃偉生,叢羽奇,林保平,吳建鋒,李建清,岡本弘.  聚氨酯工業(yè). 2006(03)

博士論文
[1]碳系填料介電彈性體復(fù)合材料的結(jié)構(gòu)調(diào)控及電力學(xué)性能研究[D]. 劉蘇亭.北京化工大學(xué) 2016



本文編號：3340088