The invention provides an elastomer composite material and a preparation method and a self-repairing method thereof. The elastomer composite material comprises an inorganic nano-filler, an ion network and a silicon network, and the inorganic nano-filler is loaded on an interpenetrating cross-linking network formed by the ion network and a silicon network, wherein the ion network consists of 3 aminopropyl methyl dimethyl (siloxane and polysiloxane). The silicon network is formed by reacting with carboxyl terminated polydimethylsiloxane, which is cured by hydroxyl terminated polydimethylsiloxane. The elastomer composite material provided by the invention can be self-repaired under certain heat treatment conditions. The repairing efficiency of the elastomer composite material after mechanical damage can reach 73 96% and that of the elastomer composite material after voltage breakdown can reach 58 75%.
【技术实现步骤摘要】
一种弹性体复合材料及其制备方法和自修复方法
本专利技术属于复合材料
,涉及一种弹性体复合材料及其制备方法和自修复方法。
技术介绍
弹性体因其具有优异的拉伸性能,高能量密度和快速的应激反应能力而被称为“人工肌肉”。众所周知,人体的皮肤和肌肉有个最大的特点就是在受损伤后可以自我修复,达到自我愈合。然而现阶段,大部分的弹性体都十分的脆弱,在受到外力或者高电压后都会损伤,轻者会使材料的性能下降,严重的会直接损坏产品,造成资源的浪费。所以设计出机械性能高,并且可以自修复的弹性体就显得尤为重要。自修复概念最早是在20世纪80年代中期由美国军方提出,自修复的目的是使高分子材料在其内部裂纹形成初期具有阻止裂纹继续扩展的能力,以防止材料破坏,拓展材料的使用范围和延长使用寿命。早期的自修复研究集中于以环氧树脂和环氧乙烯基树脂等为基体的复合材料。近年来,自修复材料的研究方向由复合材料延伸到弹性体,复合材料作为一种刚性或脆性材料,通常是受到外界冲击作用瞬间出现微裂纹,而且裂纹增长速度较快,扩展程度较大,破坏所需时间较短;与复合材料内部裂纹形成和材料破坏模式有所不同,弹性体通常是在交变应力作用下导致材料的疲劳裂纹,弹性体内部微裂纹增长和合并速度较慢,弹性体失效所需时间较长,采用自修复技术对复合材料或弹性体进行内部微裂纹修复都是行之有效的方法。CN105504502A公开了一种可自修复挤出级聚丙烯复合材料及其制备方法,其按质量百分比计,由聚丙烯43-96.8%、弹性体2-20%、滑石粉0-30%,含氟聚合物组合物1-5%、抗氧剂0.1-2%,在其中包括的含氟聚合物组合物在挤出成 ...
【技术保护点】
1.一种弹性体复合材料,其特征在于,所述弹性体复合材料包括无机纳米填料、离子网络和硅网络,所述离子网络和硅网络形成互穿交联网络,所述无机纳米填料负载在所述互穿交联网络上;其中,所述离子网络由3‑氨丙基甲基‑二甲基(硅氧烷与聚硅氧烷)与羧基封端的聚二甲基硅氧烷反应形成,所述硅网络由羟基封端的聚二甲基硅氧烷固化得到。
【技术特征摘要】
1.一种弹性体复合材料,其特征在于,所述弹性体复合材料包括无机纳米填料、离子网络和硅网络,所述离子网络和硅网络形成互穿交联网络,所述无机纳米填料负载在所述互穿交联网络上;其中,所述离子网络由3-氨丙基甲基-二甲基(硅氧烷与聚硅氧烷)与羧基封端的聚二甲基硅氧烷反应形成,所述硅网络由羟基封端的聚二甲基硅氧烷固化得到。2.根据权利要求1所述的弹性体复合材料,其特征在于,所述弹性体复合材料按重量份数包括如下组分:硅网络70-100重量份;离子网络5-40重量份;无机纳米填料5-30重量份。3.根据权利要求1或2所述的弹性体复合材料,其特征在于,所述硅网络和离子网络的重量比为(2-9):1,优选(4-6):1。4.根据权利要求1-3中的任一项所述的弹性体复合材料,其特征在于,所述3-氨丙基甲基-二甲基(硅氧烷与聚硅氧烷)的数均分子量为4000-5000;优选地,所述羧基封端的聚二甲基硅氧烷的数均分子量为1000-1500;优选地,所述羟基封端的聚二甲基硅氧烷的数均分子量为50000-70000。5.根据权利要求1-4中的任一项所述的弹性体复合材料,其特征在于,所述无机纳米填料的尺寸为10-100nm;优选地,所述无机纳米填料包括具有钙钛矿结构的陶瓷颗粒、半导体颗粒、碳纳米材料、银纳米颗粒和氮化硼纳米片中的任意一种或至少两种的组合;优选地,所述具有钙钛矿结构的陶瓷颗粒为钛酸钡、Pb(Zr1-xTix)O3、Pb(Mg1/3Nb2/3)TiO3-PbTiO3、Pb(Zn1/3Nb2/3)TiO3-PbTiO3、CaCu3Ti4O12、PbZrO3和(BaySr1-y)TiO3中的任意一种或至少两种的组合,其中,0<x<1,0<y<1;优选地,所述钛酸钡为表面携带乙烯基的钛酸钡;优选地,所述半导体颗粒为ZnO、ZnS、MgO、SiC、ZrO2、Al2O3和TiO2中的任意一种或至少两种的组合;优选地,所述碳纳米材料为碳纳米管、氧化石墨烯和碳纳米石墨微片中的任意一种或至少两种的组合;优选地,所述碳纳米材料的粒径为0.5-10μm;优选地,所述碳纳米管为表面羟基化的碳纳米管;优选地,所述氧化石墨烯为表面携带乙烯基的氧化石墨烯;优选地,所述氮化硼纳米片由六方氮化硼超声剥离制备;优选地,所述氮化硼纳米片为表面氨基化的氮化硼纳米片;优选地,所述氮化硼纳米片的制备方法为:将六方氮化硼分散在溶剂中,得到六方氮化硼分散液,然后超声、离心、烘干得到所述氮化硼纳米片;优选...
【专利技术属性】
技术研发人员:于淑会,黄经宇,罗遂斌,李鸿韬,孙蓉,
申请(专利权)人:中国科学院深圳先进技术研究院,
类型:发明
国别省市:广东,44
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。