电活性聚合物材料(EAP)是新型的电敏感材料,能直接将电场能量转换为机械能,具有高的能量密度,高效率和快速响应的优点。基于电活性聚合物的介电弹性体(DE)致动器,具有变形量大、驱动负载大、可塑性好等特点,在智能驱动领域有着广泛的应用前景。但介电弹性体需要极高的驱动电压(>100kV)才能具有高的能量密度和较大的形变量,高电压的局限性束缚了其在多方面的应用。从材料角度看,DE的电机转换性能在本质上都由材料的介电性能控制,提高材料的介电性能的同时降低材料的模量有利于降低驱动电压,提高材料的应变行为。因此,制备高介电常数和柔性好的介电弹性体复合材料有重要意义。本文以电机响应性能良好且综合性能优异的硅橡胶(RTV)为基体,选用导电炭黑(CB)为导电填料,钛酸钡(BaTiO3, BT)为高介电填料,具有特殊表面结构的二氧化钛(TiO2)为半导体填料,采用机械混合法分别制备了CB-BT/RTV和TiO2/RTV纳米复合材料；研究了填料的组分含量和微观结构对复合材料介电性能、力学性能及电机应变响应的影响,发现填料的微观结构和组成与介电弹性体复合材料的电机应变响应关系极为密切。首先制备了CB-BT/RTV三相复合材料,由于填料之间的相互作用(在微观上体现为对彼此网络结构的影响),复合材料的介电性能和力学性能随填料含量的增加不再是单调的变化形式。通过调整CB和BT填料的质量分数,改变微观结构和两相粒子之间的相互作用,可以达到同时提高复合材料的介电常数而降低复合材料的拉伸模量的目的,从而得到应变性能良好的三相复合材料。这种三组分纳米复合材料的制备为改善功能材料的电机性能提供了新思路。制备了TiO2/RTV两相复合材料,通过硅烷偶联剂KH570改性TiO2,研究了改性对复合材料的介电性能、力学性能、击穿场强和应变响应的影响。发现KH570对TiO2的改性可以显著改善TiO2与RTV的相容性和相互作用力,因此改性后的介电常数提高,介电损耗降低,弹性模量增大,击穿场强提高。而应变响应却因改性后填料与基体相容性增强,基体分子链的运动受到限制而大幅降低。研究结果表明,模量对复合材料应变响应的影响优先于介电常数对复合材料应变响应的影响。