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文檔簡介
1、最近,介電彈性體在傳感器、能源收集和驅(qū)動器等領(lǐng)域中的應(yīng)用前景受到廣大研究者的興趣。聚氨酯材料是其性能可調(diào)性較好,力學(xué)和物理性能較好的一種彈性體材料。聚氨酯中含有極性基團使得其介電常數(shù)高于7,可以通過原料的選擇獲得不同介電常數(shù)的聚氨酯彈性體,正是這一優(yōu)點使得其引起科學(xué)家的廣泛興趣,但是其發(fā)展也面臨許多挑戰(zhàn),如何得到高介電常數(shù)的聚氨酯彈性體一直是問題的關(guān)鍵,然而介電聚氨酯材料的結(jié)構(gòu)與性能關(guān)系并不清楚。本論文通過原料的選擇合成一種高介電常數(shù)的
2、聚氨酯彈性體,并通過FTIR、SAXS、XRD、DSC、TGA和DMA等測試手段對聚氨酯進行了結(jié)構(gòu)和性能的表征。研究的內(nèi)容主要有:(1)合成不同的軟段結(jié)構(gòu)的聚氨酯,研究其對聚氨酯介電彈性體結(jié)構(gòu)和性能的影響;(2)通過改變硬段結(jié)構(gòu)研究其對聚氨酯介電彈性體結(jié)構(gòu)和性能的影響;(3)探究了不同硬段含量對聚氨酯介電彈性體結(jié)構(gòu)和性能的影響;(4)采用胺類和醇類的擴鏈劑制備聚氨酯材料,研究擴鏈劑對聚氨酯介電彈性體結(jié)構(gòu)和性能的影響;(5)研究了熱處理對
3、聚氨酯介電彈性體結(jié)構(gòu)和性能的影響。
研究結(jié)果表明:1)相同硬段結(jié)構(gòu)與含量的端羥基聚丁二烯(HTBN)和端羥基丁二烯-丙烯腈共聚物(HTBN)基聚氨酯材料的介電性能比較結(jié)果表明,軟段含有極性基團的HTBN基聚氨酯材料顯示更高的介電性能,HTBN基聚氨酯材料的介電常數(shù)能達到9.2在1000Hz;2)HTBN和HTPB基聚氨酯材料中,HDI為硬段的型聚氨酯的介電常數(shù)高于相應(yīng)的MDI和TDI為硬段的聚氨酯材料的介電常數(shù);3)在HTBN
4、和HTPB體系中,隨著硬段含量的增大,其介電常數(shù)也隨之增大,從7.8增大至8.6,從5.1增大至5.8;4)研究結(jié)果表明擴鏈劑的化學(xué)結(jié)構(gòu)也影響聚氨酯材料的介電常數(shù),胺類擴鏈劑合成的聚氨酯的介電常數(shù)高于醇類擴鏈劑;胺類擴鏈劑合成的聚氨酯的介電常數(shù)隨熱處理的溫度升高降低,醇類擴鏈劑則相反。以上的研究結(jié)果表明,聚氨酯材料的介電性能可以通過改變聚氨酯材料的硬段化學(xué)結(jié)構(gòu)、擴鏈劑以及軟段化學(xué)結(jié)構(gòu)進行調(diào)控,而且提高相分離程度和結(jié)晶度,以及軟段的極性有
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