一种自愈合聚硅氧烷介电弹性体复合材料的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种自愈合聚硅氧烷介电弹性体复合材料的制备方法，首先利用芳香族醛PA对二维过渡金属碳氮化物MXene进行改性处理，得到芳香族醛修饰改性过的MXene；将交联剂和二硫化合物分别溶于四氢呋喃THF中，混合后得到交联剂和二硫化合物的混合溶液；将侧氨基聚硅氧烷和PA

【技术实现步骤摘要】
一种自愈合聚硅氧烷介电弹性体复合材料的制备方法


[0001]本专利技术涉及介电弹性体
，尤其涉及一种自愈合聚硅氧烷介电弹性体复合材料的制备方法。

技术介绍

[0002]介电弹性体是一种能在外界电场刺激作用下产生应变的电活性聚合物，由介电弹性体薄膜及均匀涂覆其两侧的柔性电极组成的介电弹性体驱动器，可将电能转换为机械能，在人工肌肉、驱动器、发电机等领域具有广阔的应用前景。
[0003]但现有技术中的介电弹性体材料不具备自修复性能，一旦损坏或者发生电击穿便不能再次使用，只能废弃，造成介电弹性体驱动器的使用寿命非常短，不利于材料的长期稳定使用。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是提供一种自愈合聚硅氧烷介电弹性体复合材料的制备方法，该方法操作流程简单且反应条件温和，所制备的材料在受到机械损伤或电击穿后能快速自愈合，有效解决现有介电弹性体驱动器不能实现低温快速自愈合的难题，同时能兼顾低电场下高电驱动应变性能。
[0005]本专利技术的目的是通过以下技术方案实现的：
[0006]一种自愈合聚硅氧烷介电弹性体复合材料的制备方法，所述方法包括：
[0007]步骤1、首先利用芳香族醛PA对二维过渡金属碳氮化物MXene进行改性处理，得到芳香族醛修饰改性过的二维过渡金属碳氮化物，记为PA
‑
MXene，并将该PA
‑
MXene作为介电填料；
[0008]步骤2、将交联剂和二硫化合物分别溶于四氢呋喃THF中，混合后得到交联剂和二硫化合物的混合溶液；
[0009]步骤3、将侧氨基聚硅氧烷和PA
‑
MXene分别溶于THF中，得到均匀分散的侧氨基聚硅氧烷溶液和PA
‑
MXene悬浮液；
[0010]步骤4、将侧氨基聚硅氧烷溶液和PA
‑
MXene悬浮液加入步骤2得到的混合溶液中，再将混合后的溶液倒入聚四氟乙烯模具中，于室温下挥发掉溶剂，获得自愈合聚硅氧烷介电弹性体复合材料。
[0011]由上述本专利技术提供的技术方案可以看出，上述方法操作流程简单且反应条件温和，所制备的材料在受到机械损伤或电击穿后能快速自愈合，有效解决现有介电弹性体驱动器不能实现低温快速自愈合的难题，同时能兼顾低电场下高电驱动应变性能。
附图说明
[0012]为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本
领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他附图。
[0013]图1为本专利技术实施例提供的自愈合聚硅氧烷介电弹性体复合材料的制备方法流程示意图。
具体实施方式
[0014]下面结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例，这并不构成对本专利技术的限制。基于本专利技术的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术的保护范围。
[0015]如图1所示为本专利技术实施例提供的自愈合聚硅氧烷介电弹性体复合材料的制备方法流程示意图，所述方法包括：
[0016]步骤1、首先利用芳香族醛PA对二维过渡金属碳氮化物MXene进行改性处理，得到芳香族醛修饰改性过的二维过渡金属碳氮化物，记为PA
‑
MXene，并将该PA
‑
MXene作为介电填料；
[0017]在该步骤中，具体是将200mgMXene分散于60mL的N,N
‑
二甲基甲酰胺中，形成混合溶液；
[0018]将50
‑
80mg的芳香族醛加入混合溶液中，置于磁力搅拌器内，设定搅拌速度为300
‑
600r/min，常温下搅拌1
‑
6h，使MXene表面形成功能化醛基，得到处理后的混合溶液；
[0019]将处理后的混合溶液离心，并用乙醇洗涤，随后在30℃下干燥24h，获得芳香族醛修饰改性过的MXene，记为PA
‑
MXene。
[0020]步骤2、将交联剂和二硫化合物分别溶于四氢呋喃THF中，混合后得到交联剂和二硫化合物的混合溶液；
[0021]在该步骤中，具体是将0.03
‑
0.15g交联剂溶于10mL的THF中，于50kHz下超声分散30min，形成均匀分散的交联剂溶液；
[0022]将0.03
‑
0.3g二硫化合物溶于10mL的THF中，于50kHz下超声分散30min，形成均匀分散的二硫化合物溶液；
[0023]将交联剂溶液和二硫化合物溶液混合，在60℃下搅拌30
‑
60min，得到交联剂和二硫化合物的混合溶液。
[0024]步骤3、将侧氨基聚硅氧烷和PA
‑
MXene分别溶于THF中，得到均匀分散的侧氨基聚硅氧烷溶液和PA
‑
MXene悬浮液；
[0025]在该步骤中，具体是将3g的侧氨基聚硅氧烷溶于15mL的THF中，于50kHz下超声分散30min，形成均匀分散的侧氨基聚硅氧烷溶液；
[0026]将0.15
‑
0.45g的PA
‑
MXene溶于60mL的THF中，于50kHz下超声分散30min，形成PA
‑
MXene悬浮液。
[0027]步骤4、将侧氨基聚硅氧烷溶液和PA
‑
MXene悬浮液加入步骤2得到的混合溶液中，再将混合后的溶液倒入聚四氟乙烯模具中，于室温下挥发掉溶剂，获得自愈合聚硅氧烷介电弹性体复合材料。
[0028]在该步骤中，具体是将侧氨基聚硅氧烷溶液和PA
‑
MXene悬浮液加入步骤2得到的
混合溶液中，在60℃下搅拌反应1
‑
3h，再将混合后的溶液倒入聚四氟乙烯模具中，于室温下挥发掉溶剂，获得自愈合聚硅氧烷介电弹性体复合材料。
[0029]具体实现中，所述侧氨基聚硅氧烷为侧链带有氨基的聚硅氧烷，粘度为300
‑
1000cP，氨值为0.6。
[0030]所述交联剂为对苯二甲醛和间苯三甲醛中的一种或两种；所述二硫化合物为4,4'
‑
二氨基二苯二硫醚和2,2'
‑
二硫代二苯甲酸中的一种或两种。
[0031]所述芳香族醛为苯甲醛、1
‑
蒽甲醛和1
‑
芘甲醛中的一种或多种。
[0032]在制备过程中，侧氨基聚硅氧烷中的氨基与交联剂中的醛基反应生成动态亚胺键，同时二硫化合物向分子链中引入动态二硫键，赋予聚硅氧烷室温下优异的自愈合性能；芳香族醛中的醛基赋予MXene与弹性体基体良好的界面相容性，使得MXene能均匀有效地在上述自本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种自愈合聚硅氧烷介电弹性体复合材料的制备方法，其特征在于，所述方法包括：步骤1、首先利用芳香族醛PA对二维过渡金属碳氮化物MXene进行改性处理，得到芳香族醛修饰改性过的二维过渡金属碳氮化物，记为PA
‑
MXene，并将该PA
‑
MXene作为介电填料；步骤2、将交联剂和二硫化合物分别溶于四氢呋喃THF中，混合后得到交联剂和二硫化合物的混合溶液；步骤3、将侧氨基聚硅氧烷和PA
‑
MXene分别溶于THF中，得到均匀分散的侧氨基聚硅氧烷溶液和PA
‑
MXene悬浮液；步骤4、将侧氨基聚硅氧烷溶液和PA
‑
MXene悬浮液加入步骤2得到的混合溶液中，再将混合后的溶液倒入聚四氟乙烯模具中，于室温下挥发掉溶剂，获得自愈合聚硅氧烷介电弹性体复合材料。2.根据权利要求1所述自愈合聚硅氧烷介电弹性体复合材料的制备方法，其特征在于，所述步骤1的过程具体为：将200mgMXene分散于60mL的N,N
‑
二甲基甲酰胺中，形成混合溶液；将50
‑
80mg的芳香族醛加入混合溶液中，置于磁力搅拌器内，设定搅拌速度为300
‑
600r/min，常温下搅拌1
‑
6h，使MXene表面形成功能化醛基，得到处理后的混合溶液；将处理后的混合溶液离心，并用乙醇洗涤，随后在30℃下干燥24h，获得芳香族醛修饰改性过的MXene，记为PA
‑
MXene。3.根据权利要求1所述自愈合聚硅氧烷介电弹性体复合材料的制备方法，其特征在于，所述步骤2的过程具体为：将0.03
‑
0.15g交联剂溶于10mL的THF中，于50kHz下超声分散30min，形成均匀分散的交联剂溶液；将0.03
‑
0.3g...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨丹，岳尚志，刘，
申请(专利权)人：北京化工大学，
类型：发明
国别省市：