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高介电常数丙烯酸树脂弹性体的制备

高新华  王经文  魏蕾  任华  
【摘要】:本文通过向丙烯酸树脂弹性体(ARE)中添加改性石墨烯来提高弹性体的介电常数。首先,利用聚苯乙烯阳离子微球(PS-DMC)和氧化石墨烯(GO)在水溶液中分别带正、负电荷的性质,将PS-DMC通过静电相互作用吸附到石墨烯表面,之后加入水合肼还原氧化石墨烯得到的杂化填料PS@RGO,最后PS@RGO填料与ARE基体通过溶液铸膜法制备复合材料PS@RGO/ARE。作为对比,未改性的石墨烯(RGO)与ARE基体的复合材料RGO/ARE采用同样的方法制备。经过介电性能测试发现,在逾渗阈值之前相比于RGO/ARE,PS@RGO/ARE具有更高的介电常数和更低的介电损耗。这是因为PS作为间隔物抑制了石墨烯片层的团聚,减少了漏电流的发生从而降低了复合材料的介电损耗。而且PS@RGO杂化填料与ARE基体具有更好的相容性和更多的界面,从而提高了微电容器效应与界面极化效应,进而提高复合材料的介电常数。PS@RGO/ARE复合材料能够在低的驱动电场下获得大的驱动应变,更适应于航空航天智能材料与结构中的驱动/传感/发电器件、微机电系统(MEMS)以及人工肌肉的设计与制造。

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