机-电转换性能测试值，包括介电常数、杨氏模量、机-电转换敏感度及形变/位移值。注:a-介电常数@1 OOHz ; b-杨氏模量，DMA测试;*-机电敏感度;☆_形变/位移值.
[0025]实施例二
[0026]本实施例其原料组分按质量份数计算包括60份的氟聚合物基体、38份重量的功能交联剂和2份的催化剂。
[0027]本实施例制备方法，包括下述步骤:向200ml的烧瓶中加入80ml二甲基甲酰胺，然后加入6g含内双键的聚(偏氟乙烯-三氟乙烯-三氟氯乙烯)，强力搅拌30min;待溶解后，强力搅拌下逐滴加入3.Sg巯基聚丙烯酸酯功能交联剂分子(分子量约为20000)，室温下继续搅拌30min;然后逐渐滴入0.2g催化剂乙醇，50 V下搅拌反应Sh;待降至室温后，将反应溶液过滤，随即在玻璃平板上流延，玻璃平板置于均匀热环境中，逐步升温至90 V，干燥Sh除去溶剂。玻璃平板上即制得聚丙烯酸酯交联改性氟聚合物基介电弹性体复合材料膜。
[0028]经测试，所制全有机氟聚合物基介电弹性体复合材料膜的介电常数值为12，形变值比未交联氟聚合物基体提高约110%。
[0029]实施例三
[0030]本实施例其原料组分按质量份数计算包括:77份的氟聚合物基体、20份重量的功能交联剂和3份的催化剂。
[0031]本实施例制备方法，包括下述步骤:向200ml的烧瓶中加入120ml四氢呋喃，然后加入7.7g含内双键的聚(偏氟乙烯-六氟丙烯)，强力搅拌30min;待溶解后，强力搅拌下逐步加入2g聚异戊二烯功能交联剂分子(分子量约为50000)，室温下继续搅拌30min;然后逐渐滴入0.3g催化剂过氧化苯甲酰，40°C下搅拌反应8h;待降至室温后，将反应溶液过滤，随即在玻璃平板上流延，玻璃平板置于均匀热环境中，逐步升温至60°C，干燥4h除去溶剂。玻璃平板上即制得聚异戊二烯交联氟聚合物基介电弹性体复合材料膜。
[0032]经测试，所制交联型氟聚合物基介电弹性体复合材料膜的介电常数值为15，形变值比未交联氟聚合物基体提高约150%。
【主权项】
1.一种交联型氟聚合物基介电弹性体复合材料，其原料组分按质量份数计算包括:60-90份的氟聚合物基体、8-40份重量的功能交联剂和1-3份的催化剂； 所述氟聚合物基体为聚偏氟乙烯(PVDF)系共聚物，包括由但不限于偏氟乙烯(VDF)及三氟乙烯(TrFE)、三氟氯乙烯(CTFE)、四氟乙烯(TFE)、六氟丙烯(HFP)、全氟乙丙烯(FEP)、六氟异丁烯(TrFE)、全氟代烷基乙烯基醚(TrFE)单体，其中的两种或两种以上单体通过共聚反应制得;共聚反应制得的共聚物包括聚(偏氟乙烯-三氟氯乙烯)共聚物、聚(偏氟乙烯-三氟乙烯-三氟氯乙烯)共聚物、聚(偏氟乙烯-六氟丙烯)共聚物等;氟聚合物基体亦可由上述共聚物中的一种或一种以上聚合物组成； 所述功能交联剂分子，其分子量在100-100000之间，交联剂分子主链为柔性低模量结构，分子化学结构包括但不限于聚硅氧烷、聚丙烯酸酯、聚异戊二烯、聚氨酯、聚醚类聚合物及其衍生物;交联剂分子亦包含可与氟聚合物基体中的内双键发生加成反应的极性基团，包括但不限于巯基、氨基、羧基； 所述催化剂，是含有活性羟基的小分子或大分子，用于加速功能交联剂分子与氟聚合物基体之间的化学交联反应，典型的包括但不限于水、乙醇、异丙醇等含羟基化合物中的一种或几种。2.基于权利要求1所述一种交联型氟聚合物基介电弹性体复合材料的制备方法，包括下述步骤: (a)向烧瓶中加入50-120份溶剂，溶剂为强极性溶剂，包括乙酸乙酯或四氢呋喃或二甲基甲酰胺，然后加入60-90份含内双键的聚偏氟乙烯系共聚物，强力搅拌30min; (b)待(a)溶解后，强力搅拌下逐滴加入8-40份功能交联剂分子，室温下继续搅拌20-30min ；然后逐渐滴入1-3份催化剂，40-60 °C下搅拌反应8_10h ； (c)待(b)降至室温后，将反应溶液过滤，随即在玻璃平板上流延，玻璃平板置于均匀热环境中，逐步升温至60-100°C，干燥4-8h除去溶剂，玻璃平板上即制得交联型氟聚合物基介电弹性体复合材料膜； 所述的加入量份数均为质量份数； 所述氟聚合物基体，为聚偏氟乙烯(PVDF)系共聚物，包括由但不限于偏氟乙烯(VDF)及三氟乙烯(TrFE)、三氟氯乙烯(CTFE)、四氟乙烯(TFE)、六氟丙烯(HFP)、全氟乙丙烯(FEP)、六氟异丁烯(TrFE)、全氟代烷基乙烯基醚(TrFE)单体，其中的两种或两种以上单体通过共聚反应制得;共聚反应制得的共聚物包括聚(偏氟乙烯-三氟氯乙烯)共聚物、聚(偏氟乙烯-三氟乙烯-三氟氯乙烯)共聚物、聚(偏氟乙烯-六氟丙烯)共聚物等;氟聚合物基体亦可由上述共聚物中的一种或一种以上聚合物组成； 所述功能交联剂分子，其分子量在100?100000之间，交联剂分子主链为柔性低模量结构，分子化学结构包括但不限于聚硅氧烷、聚丙烯酸酯、聚异戊二烯、聚氨酯、聚醚类聚合物及其衍生物;交联剂分子亦包含可与氟聚合物基体中的内双键发生加成反应的极性基团，包括但不限于巯基、氨基、羧基。 所述催化剂，是含有活性羟基的小分子或大分子，用于加速功能交联剂分子与氟聚合物基体之间的化学交联反应，典型的包括但不限于水、乙醇、异丙醇等含羟基化合物中的一种或几种。
【专利摘要】一种交联型氟聚合物基介电弹性体复合材料及其制备方法，其原料组分按质量份数计算包括：60-90份的氟聚合物基体、8-40份重量的功能交联剂和1-3份的催化剂；制备方法为向烧瓶中加入50-120份溶剂，然后加入60-90份含内双键的聚偏氟乙烯系共聚物，强力搅拌30min；强力搅拌下逐滴加入8-40份功能交联剂分子，室温下继续搅拌20-30min；然后逐渐滴入1-3份催化剂，40-60℃下搅拌反应8-10h；降至室温后，将反应溶液过滤，随即在玻璃平板上流延，玻璃平板置于均匀热环境中，逐步升温至60～100℃，干燥4-8h除去溶剂，玻璃平板上即制得交联型氟聚合物基介电弹性体复合材料膜；该方法采用自行合成的含有内双键的聚偏氟乙烯系共聚物为基体，功能交联剂分子为交联单元，可以获得低驱动电压、大电致形变的全有机介电弹性体复合材料。
【IPC分类】C08F214/24, C08F299/02, C08F214/22, C08F8/42
【公开号】CN105622871
【申请号】CN201510974479
【发明人】解云川, 张志成, 贺丹
【申请人】西安交通大学
【公开日】2016年6月1日
【申请日】2015年12月23日...