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介电弹性体(DE)作为聚合物能将外加电场提供的电能转换成为机械输出能。由于介电弹性体本身具有橡胶的良好机械性能、质轻、形变量大等优点,所以在机械驱动、仿生传感、航空航天等领域多有应用。而近几年的研究中发现,常用的DE基体材料本身介电常数较低,而为了获取高的电致形变,相应的需要增加驱动电压,这反而限制了其自身应用,所以介电弹性体取得广泛应用的前提是在低电压下获得高电致形变。依据介电弹性体驱动理论,想要在使用介电弹性体时降低外加电场,同时不损失材料的电场中的形变关键手段是:模量需保持在较低的范围内,同时采用物理或化学方法增进材料的介电常数。本课题主要研究如何得到高电力学性能的介电弹性体,主要研究结果如下:1、氧化石墨烯(GO)与碳纳米球(CNS)之间的官能团中存在的氢键效应和官能团之间存在的π-π电子将两者实现包覆,合成了碳纳米球表面包覆氧化石墨烯填料(GO@CNS)。丙烯酸酯橡胶作为基体,填料与胶乳共混后再采用原位热还原制备了 AR/RGO@CNS介电弹性体。CNS表面包覆GO,一方面能够降低氧化石墨烯用量;另一方面能够在复合材料内部起到支撑作用形成隔离结构。原位热还原可以部分去除GO壳层表面的含氧官能团,使氧化石墨烯部分还原为石墨烯结构,使得复合材料的介电性能得到增幅。当丙烯酸酯基体填充1.5 vol.%杂化填料时,103 HZ处丙烯酸酯复合材料的介电常数达到了 783,是纯AR的介电常数的150倍,介电损耗仍处于较低程度(103Hz介电损耗为1.04),而弹性模量无明显增加。电场强度为6 kV/mm时,丙烯酸酯基体填充1.5 vol.%杂化填料电致形变为4.1%,是纯AR的近6倍;丙烯酸酯基体填充1.25 vol.%杂化填料复合材料在外加电场强度12 kV/mm时的形变为6.1%,是纯AR的3.6倍2、采用溶液共混法得到了具有高介电常数、低模量的羧基丁腈橡胶(XNBR)与热塑性聚氨酯(TPU)共混的复合材料。XNBR中的羧基能够破坏TPU中的分子内氢键,XNBR中的羧基可与TPU分子链中氨基形成分子间的氢键,从而XNBR与TPU具有更好的相容性分散更佳。借助电镜观察材料内部结构发现,随着XNBR与TPU共混比例变化,复合材料的介电性能、力学性能产生一个趋势变化。当XNBR/TPU比例为80/20时复合材料电力学敏感因子与纯TPU相比提高了820%(在103Hz频率下)。同时,XNBR/TPU复合材料的电致形变在18 kV/mm的电场强度下相较纯TPU提高了 210%。本课题采用丙烯酸酯和热塑性聚氨酯材料,分别用乳液共混以及溶体共混法制备了两种不同介电弹性体复合材料,两种材料复合材料的电力学性能均稳定优异。