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介电弹性体是一类能在外电场作用下产生大形变的智能柔性材料。介电弹性体可以实现电能与机械能的相互转化,有望用于柔性驱动器、传感器、绿色能量收集器等。介电弹性体驱动器具有柔性、响应速度快、噪声低、能量转化率高等特点,在智能医疗器械、仿生机器人、航空航天等诸多领域有广泛应用前景。低模量介电弹性体薄膜在外电场作用下,在沿厚度方向(电场方向)受压缩,在平面内则呈对称性扩张,其变形特点是厚度方向上绝对变形量小,膜平面内绝对变形量大。对于特定的驱动器件,需要外加机械或硬质结构的对形变进行限制或引导,以实现特定的驱动形变,这使得器件结构变得复杂、笨拙,会产生易失效等问题。针对目前介电弹性体驱动器的不足,本文通过材料合理的分子设计和可控合成,制备局域模量可调控的新型介电弹性体膜,打破膜平面驱动形变的对称性,引导驱动变形,以利于简化驱动器的设计,扩展其设计自由度。主要研究内容及创新性成果如下:(1)利用RAFT乳液聚合的方法制备了具有后化学交联功能的聚(苯乙烯-(丙烯酸丁酯-ran-3-环己烯-1-亚甲基丙烯酸酯)-苯乙烯)三嵌段聚合物S(BA-ran-CEA)S(分子量15k-120k-15k),通过溶液浇注法制备可交联介电弹性体薄膜,并通过控制紫外光照射的区域使S(BA-ran-CEA)S薄膜发生局域点击交联反应,实现局部交联硬化,交联膜最大凝胶分率达87%。(2)研究了可交联CEA含量对交联后S(BA-ran-CEA)S膜机械性能的影响规律。发现:随着CEA含量的上升,交联后S(BA-ran-CEA)S薄膜的模量显著上升。SBAS 的模量为 0.34 MPa,含 2.5 mol%CEA 的 S(BA-ran-CEA)S 交联膜的模量为0.97MPa,同时断裂强度上升,但是断裂伸长率下降。(3)研究了 CEA含量对S(BA-ran-CEA)S交联膜电致形变能力的影响。随着CEA含量的上升,S(BA-ran-CEA)S交联膜的电驱动最大形变下降,同时击穿场强上升。在300%X300%双轴预拉伸情况下,SBAS最大形变可达63%而CEA含量为2.5 mol%的交联膜最大形变仅40%;SBAS击穿场强为88 kV/mm而CEA含量为2.5 mol%的交联膜击穿场强提高到112 kV/mm。(4)带状交联(300%×300%双轴预拉伸,交联与未交联条带比例为1 mm:1 mm)S(BA-ran-CEA)S膜(厚度为40μm)在条带方向和垂直条带方向的最大电致形变分别可达10.3%和23%,形变差异超过两倍,实现了各向异性电致形变。应用该各向异性膜装配了一个弯曲驱动器(驱动器规格为10mm×15mm,厚度为90 μm),发现该驱动器通过改变驱动电压,可实现复杂而可控的弯曲形变,展现了各向异性介电膜的独特优势。