一种大应变磁电响应弹性体及其制备方法

本发明属于材料领域，具体涉及一种大应变磁电响应弹性体及其制备方法。

背景技术：

1、磁电响应弹性体是将无机磁性微粒与导电材料、聚合物通过物理或化学方式复合而制成的，在传感器、药物传递靶向、水净化、细胞分离等领域有着广泛的应用。近年来，人们已成功制备了磁性导电纳米复合粒子及相关的磁电响应弹性体，其优异的物理化学性质使其在电磁屏蔽、信息储存、金属防腐蚀、光电子器件等方面有着诱人的前景和广泛的应用价值。

2、现有技术中，磁响应导电弹性体的功能相为磁性材料加导电材料或是磁性导电复合材料。磁性材料、导电材料、磁性导电复合材料为刚性粒子，成型制件的形变能力较差，且该复合材料的电性能与磁性能的复合性不够理想，弹性体导电性能不稳定且性能较差。

技术实现思路

1、本发明所要解决的技术问题为：提供一种性能稳定的大应变磁电响应弹性体及其制备方法。

2、本发明的技术方案为：一种大应变磁电响应弹性体，以重量计，原料组成为：可溶性聚苯胺10~40份、钡铁氧体纳米颗粒10~30份、苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯嵌段共聚物50~70份。

3、优选地，以重量计，原料组成为：可溶性聚苯胺20~40份、钡铁氧体纳米颗粒10~30份、苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯嵌段共聚物50~70份。

4、本发明的大应变磁电响应弹性体中，以聚苯胺溶液混合钡铁氧体作为功能填料，苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯嵌段共聚物（sebs） 作基体，在溶液状态共混后，固化制备出分散均匀，且具有大应变的磁电响应弹性体。

5、一种大应变磁电响应弹性体的制备方法，包括如下步骤：

6、（1）将10~30份钡铁氧体纳米颗粒加入到含有10~40份可溶性聚苯胺的甲苯溶液中，搅拌后置于超声波中分散，得混合液；

7、（2）向步骤（1）的混合液中加入含有50~70份苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯嵌段共聚物的甲苯溶液，搅拌均匀后抽真空消除气泡；

8、（3）将步骤（2）处理后的混合溶液倒入模具，固化后脱模，得到大应变磁电响应弹性体。

9、进一步地，所述钡铁氧体纳米颗粒的制备方法为：

10、（1）将硝酸铁和硝酸钡按摩尔比12∶1的比例混合后配置成铁离子浓度为0.5mol/l的溶液a；将氢氧化钠和碳酸钠按摩尔比18∶1的比例混合后配置成氢氧化钠浓度为5mol/l的溶液b；

11、（2）将溶液a和溶液b混合后搅拌，得到前驱体沉淀；

12、（3）将前驱体沉淀、氯化钾和氯化钠按质量比1∶1∶1的比例混合后800℃煅烧2小时，得到钡铁氧体纳米颗粒。

13、进一步地，所述可溶性聚苯胺的甲苯溶液的制备方法为：将十二烷基苯磺酸（dbsa）、苯胺加入到甲苯和水的混合液中混匀，在0℃氮气气氛条件下加入过硫酸铵（aps）搅拌反应，反应完成后加入破乳剂，分离制备出可溶性聚苯胺的甲苯溶液。

14、进一步地，所述苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯嵌段共聚物的甲苯溶液的制备方法为：将苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯嵌段共聚物与甲苯混合，80℃搅拌溶解得到苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯嵌段共聚物的甲苯溶液。

15、进一步地，步骤（1）中，超声波中分散的时间为20min。

16、进一步地，步骤（2）中，搅拌转速为400rpm，时间为1h。

17、进一步地，步骤（3）中，固化温度为45℃，固化时间为24h。

18、与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

19、本发明以可溶性聚苯胺/甲苯溶液分散钡铁氧体纳米颗粒代替传统方法混合功能调料，促进功能填料分布均匀，并使得聚苯胺与sebs相容更好，形成性能更稳定的弹性体基体，从而形成钡铁氧体、可溶性聚苯胺/sebs大应变磁电响应弹性体稳定制备工艺。本发明基于可溶性聚苯胺通过甲苯溶液分散钡铁氧体及聚苯胺，实现在钡铁氧体、可溶性聚苯胺/sebs大应变磁电响应弹性体稳定合成。

技术特征：

1.一种大应变磁电响应弹性体，其特征在于，以重量计，原料组成为：可溶性聚苯胺10~40份、钡铁氧体纳米颗粒10~30份、苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯嵌段共聚物50~70份。

2.根据权利要求1所述的一种大应变磁电响应弹性体，其特征在于，以重量计，原料组成为：可溶性聚苯胺20~40份、钡铁氧体纳米颗粒10~30份、苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯嵌段共聚物50~70份。

3.权利要求1或2所述的一种大应变磁电响应弹性体的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述钡铁氧体纳米颗粒的制备方法为：

5.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述可溶性聚苯胺的甲苯溶液的制备方法为：将十二烷基苯磺酸（dbsa）、苯胺加入到甲苯和水的混合液中混匀，在0℃氮气气氛条件下加入过硫酸铵（aps）搅拌反应，反应完成后加入破乳剂，分离制备出可溶性聚苯胺的甲苯溶液。

6.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯嵌段共聚物的甲苯溶液的制备方法为：将苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯嵌段共聚物与甲苯混合，加热搅拌溶解得到苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯嵌段共聚物的甲苯溶液。

7.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，步骤（1）中，超声波中分散的时间为20min。

8.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，步骤（2）中，搅拌转速为400rpm，时间为1h。

9.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，步骤（3）中，固化温度为45℃，固化时间为24h。

技术总结
本发明公开了一种大应变磁电响应弹性体及其制备方法，以重量计，原料组成为：可溶性聚苯胺10~40份、钡铁氧体纳米颗粒10~30份、苯乙烯‑乙烯‑丁烯‑苯乙烯嵌段共聚物50~70份。本发明以可溶性聚苯胺/甲苯溶液分散钡铁氧体纳米颗粒代替传统方法混合功能调料，促进功能填料分布均匀，并使得聚苯胺与SEBS相容更好，形成性能更稳定的弹性体基体，从而形成钡铁氧体、可溶性聚苯胺/SEBS大应变磁电响应弹性体稳定制备工艺。本发明基于可溶性聚苯胺通过甲苯溶液分散钡铁氧体及聚苯胺，实现在钡铁氧体、可溶性聚苯胺/SEBS大应变磁电响应弹性体稳定合成。

技术研发人员：刘俊亮,刘夏雨,王钥,李清新,杨敏,宋晓丽,孙慧
受保护的技术使用者：扬州大学
技术研发日：
技术公布日：2024/2/1