中国科学技术信息研究所--国家工程技术数字图书馆

[学位论文] 郭丽娟湖南大学 2006年硕士导师: 侯鹏飞共77页

摘要 : 对热弹性和压电热弹性轴对称经典问题的研究不但可以为常见工程问题提供快捷的解析解，还可以为各种近似理论和数值计算方法提供所需的校对基准。本文分别以热弹性体和压电热弹性体为研究对象，研究它们在耦合荷载下的轴对称全场解析解。对热弹... 展开

关键词 : 热弹性体压电热弹性体通解圆板

2. 三类热弹性体广义混合法和辛有限元法研究

[学位论文] 李锐中国民航大学 2019年硕士导师: 刘艳红共82页

摘要 : 目前最常见的有限元法包括位移法、应力法和杂交应力法以及以应力和位移为基本变量的混合法。对于位移法，应力结果若不加特殊处理，其精度通常不满足工程界的要求。混合法的应力比位移法的精度高，但由于控制方程是非正定的，导致有限元结果震荡，稳... 展开

关键词 : 热弹性体压电热弹性体磁电热弹性体广义混合法辛有限元法

3. 挤出工艺参数对4D打印液晶弹性体变形特性影响机理研究

[学位论文] 何禹霖吉林大学 2021年硕士导师: 任露泉;廖赓华共86页

摘要 : 4D打印是3D打印的能够产生几何形状或者理化性质改变的物体；这种改变是在适当的外部激励下自发产生的，如温度、湿度和光照等；改变的方式是预先设计的、可编程的。4D打印具有高体积和高质量效率、自变形、自驱动及多功能等超越传统自动化系统的优势... 展开 4D打印是3D打印的能够产生几何形状或者理化性质改变的物体；这种改变是在适当的外部激励下自发产生的，如温度、湿度和光照等；改变的方式是预先设计的、可编程的。4D打印具有高体积和高质量效率、自变形、自驱动及多功能等超越传统自动化系统的优势，可应用在软体机器人、生物医疗、药物缓控释及航空航天智能结构等方面。 4D打印需要产生可编程的变化，如何将想要编程的设计逻辑通过打印“埋藏”在材料中，是4D打印的难点和核心的技术。即如何通过材料及其结构的设计将变形的控制指令编程在材料之中，使其产生特定的响应行为。有些植物的组织器官具备变形能力，如松塔鳞片能够根据湿度变化张开和闭合，松塔利用鳞片中的纤维素纤维方向设置实现弯曲和伸直变形。松塔鳞片将控制指令埋在材料中，使得当其脱离其母体时仍具备控制功能，实现特定的变形或是运动。松塔的变形控制方法为4D打印编程设计提供了启发，我们可以利用3D打印制作不同位置具有不同结构的材料，实现4D打印编程。具有有序结构的液晶弹性体材料在加热至相转变温度，以及和从相转变温度降温到室温时，会发生介晶排列的有序-无序的互相转换，产生宏观的变形，变形方式和介晶定向程度及定向方向有关。通过挤出3D打印产生的剪切力可以使液晶弹性体材料的介晶定向，其定向程度和方向与3D打印参数有关。本文制备了液晶弹性体材料作为4D打印的智能材料，设计了材料配方和制备工艺。对制备的液晶弹性体材料进行了热学、动态热机械、流变学测试分析，研究了所制备材料的可打印性和激励响应特性，确认了材料作为挤出式4D打印材料的可行性。设计了可变参数挤出3D工艺，开发了挤出式可变工艺参数的打印装置。运用开发的挤出打印工艺打印了液晶弹性体材料，验证了工艺设计的合理性和打印装置的实用性。研究了挤出头移动速度、挤出气压、紫外光照计量、打印温度、基板温度、打印路径及挤出头高度等工艺参数，以及外激励温度对液晶弹性体变形特性的影响。根据获得的工艺参数与变形特性的对应关系，通过打印参数设置，对液晶弹性体智能构件的刺激响应变形行为进行编程设计，验证了工艺参数编程4D打印的可行性。制备的前驱体油墨的玻璃化转变温度tg为-10℃，相变温度为90℃左右。经过紫外光完全固化的液晶弹性体的相变温度在155℃左右。流变学测试结果显示，制备的材料具有剪切稀化特性，并且粘度随温度升高而下降，表明材料适用于直写式3D打印。动态热机械分析结果表明，制备的材料具有温控变形特性，且其可逆循环性能良好。打印速度、挤出气压、针头直径、挤出头距基板距离、基板温度以及挤出头温度都能够影响液晶介晶沿打印路径上的定向排列程度，可以使液晶弹性体产生10-45%的可控制变形。通过紫外交联程度控制可以调节相变温度，使液晶弹性体相变温度在90℃-155℃的区间可调。通过设置同一样件不同区域相变温度，可使其产生分阶段的可控变形。通过在打印件的不同区域使用差异化的工艺参数，可对打印完成的液晶弹性体的变形特性进行设计，并使其产生弯曲、扭转等可控变形。利用紫外光计量的调控，可对其刺激响应温度进行调控，实现通过外激励控制将4D打印变形行为。收起

关键词 : 4D打印液晶弹性体打印参数液晶弹性体变形

4. 磁弹性体的屈面研究

[学位论文] 武向军大连理工大学 1997年硕士导师: 邓可顺共42页

关键词 : 磁弹性体屈曲

5. 低模量高介电常数介电弹性体的合成及性能

[学位论文] 李栋栋北京化工大学 2015年硕士导师: 张立群共82页

摘要 : 介电弹性体作为一种新型的电致驱动材料，自20世纪90年代被发现以来，吸引了广大研究者的研究兴趣。与其他驱动器材料相比，介电弹性体具有独特的性能优势，如:大的驱动应变、高的驱动能密度、应变响应时间快、低介电损耗以及良好的耐温耐湿性。这些优... 展开介电弹性体作为一种新型的电致驱动材料，自20世纪90年代被发现以来，吸引了广大研究者的研究兴趣。与其他驱动器材料相比，介电弹性体具有独特的性能优势，如:大的驱动应变、高的驱动能密度、应变响应时间快、低介电损耗以及良好的耐温耐湿性。这些优异的性能赋予了介电弹性体广泛的应用领域和巨大的应用潜能。同时，介电弹性体的发展也面临着许多挑战，介电常数和杨氏模量成为提高介电弹性体性能的关键因素。本课题旨在合成一种同时具有高介电常数和低杨氏模量的介电弹性体，其研究内容以及结果如下: 1、利用HDI和PTMG合成出了不同NCO/OH比值以及不同扩链剂来扩链的聚氨酯弹性体。利用傅里叶红外光谱分析对其结构进行了表征，并考察了聚氨酯弹性体的热性能、力学性能、介电性能以及电致形变性能。实验发现，不同NCO/OH比值的聚氨酯弹性体，其玻璃化转变温度随着NCO/OH比值的升高而升高，并且该系列聚氨酯弹性体的杨氏模量随着NCO/OH比值的升高先升高后降低，但总体来说，模量较高，最低的模量也有6.73MPa。同时，NCO/OH比值的变化对材料的介电常数影响不大，其介电常数比其他聚氨酯弹性体(ε约为3～6)高了至少33％，达到了8左右。在不同扩链剂制备的聚氨酯体系中，扩链剂长度越长，聚氨酯弹性体的玻璃化转变温度越低，介电常数也越低，从最高的7.35下降到3.03。虽然其模量也有所下降，但介电常数下降的速度更快，导致介电常数与杨氏模量的比值下降，不利于电致形变的产生。总体来说，我们合成出了一种介电常数高于其他聚氨酯材料的弹性体，然而其模量问题没有得到彻底解决，这仍需要进一步的探索。 2、利用CA和PEG合成出一系列PEC聚酯弹性体并探究了其性能。结果表明，PEC具有相当高的介电常数，达到了21，这几乎高于其他所有的介电弹性体的基体材料。随着PEC聚酯弹性体中CA含量的降低，其介电常数会稍稍下降，但模量也会随之下降。随着PEG与CA比值从3∶2下降到1∶1，其聚合物的模量从1.42MPa下降了一半，降至0.70MPa。因而PEG/CA为1∶1时，PEC弹性体具有更好的电致形变性能，在较低的电压14.7kV/mm时，其电致形变达到了8.27％。PEC聚酯弹性体同时具有较高的介电常数和较低的模量，这符合实验预期。并且可以预见PEC聚酯弹性体作为一种介电弹性体基体材料，具有很好的研究潜能。收起

关键词 : 介电弹性体聚氨酯弹性体聚酯弹性体电致驱动材料电致形变性能

6. 聚氨酯弹性体的改性研究

[学位论文] 马四妹大连理工大学 2008年硕士导师: 周文龙共59页

摘要 : 聚氨酯弹件体(简称PUE)是一种介于橡胶与塑料之间的弹性材料，既具有橡胶的高弹性，又具有塑料的高强度。它的耐磨性、生物相容性与血液相容性特别突出。同时，它还具有优异的耐油、耐冲击、耐低温、耐臭氧、耐辐射和负重隔热、绝缘等性能。聚氨酯弹... 展开

关键词 : 聚氨酯弹性体

7. 聚（苯乙烯-b-丙烯酸丁酯-b-苯乙烯）热塑性介电弹性体的制备与性能研究

[学位论文] 马子朋浙江大学 2019年博士导师: 罗英武；李铁风共147页

摘要 : 介电弹性体是一类能在外电场作用下产生大形变的柔性智能材料，可实现电能与机械能的相互转换，用于制备驱动器、传感器、能量收集器。介电弹性体驱动器具有柔性、驱动形变大、响应速度快、噪声低、能量转换效率高等特点，在仿生机械、医学、航空航天... 展开介电弹性体是一类能在外电场作用下产生大形变的柔性智能材料，可实现电能与机械能的相互转换，用于制备驱动器、传感器、能量收集器。介电弹性体驱动器具有柔性、驱动形变大、响应速度快、噪声低、能量转换效率高等特点，在仿生机械、医学、航空航天等许多领域有着广泛的应用前景。优异的介电弹性体材料应具备以下主要性能:低模量、强应变硬化、高断裂伸长率、高断裂强度、高弹性、低粘性、高介电常数、高击穿场强和良好的加工性能等。现有介电弹性体材料品种少，难以兼顾各方面的性能，特别是需要硬质框架维持预拉伸以获得大的驱动形变，增加了驱动器结构的复杂性，也限制了其应用范围。此外，多数现有材料属于热固性材料，存在着不易加工、难以修复等问题。针对现有材料的不足，本文利用新近发展的可逆加成断裂链转移(RAFT)活性自由基聚合方法，设计制备了聚（苯乙烯-b-丙烯酸丁酯-b-苯乙烯）三嵌段共聚物(SBAS)这一新型热望性介电弹性体材料，可控合成了一系列不同分子链结构的SBAS，系统研究了链结构对这类材料的力学性能、介电性能和力电驱动性能的影响规律，获得的主要创新性成果如下: (1)发现合适结构的SBAS嵌段共聚物（各段分子量为15、120、15kg/mol）是一种综合性能优异的介电弹性体材料:介电常数较高(～4.8)，预拉伸后(200％×200％)静态驱动面积形变大(98％)，击穿场强较高(＞180MV/m)，驱动输出力大（可达自身重力300倍），高频率驱动性能优异(400Hz时25％驱动面积形变),功率密度高(1200W/kg)，连续工作寿命长（～50万次）。该材料在高频率(～400Hz)下的驱动形变和功率密度在所有已报道材料中是最高的。 (2)研究了SBAS热塑性介电弹性体的加工及修复特性。探索了溶液浇筑、刮板流平两种成膜方法，通过降低成膜厚度成功降低了驱动电压，在600V驱动电压下，厚度为20μm的SBAS薄膜驱动面积形变达到14％，在已报道材料中表现优秀;实现了物理击穿和电击穿失效的驱动器的修复，发现在失效区域粘贴新的SBAS薄膜是一种简单有效的修复方法，修复后的SBAS驱动器有效面积形变87％，输出力为自身重力250倍，并通过修复成功延长了驱动器使用寿命。 (3)新发现:在接近聚苯乙烯相玻璃化温度(Tg)条件下对预拉伸的SBAS薄膜进行热处理20min，随后冷却至室温，可将薄膜的部分预拉伸形变锁定。基于该发现，发明了SBAS热塑性介电弹性体的预拉伸形变锁定技术，预拉伸最高锁定形变达105％×105％，所得材料弹性模量较低且可在0.34～0.84MPa间调节。通过该技术成功制备了免框架介电弹性体驱动器，锁定预拉伸形变为105％×105％时，驱动面积形变高达210％。利用该技术，实现了无硬质框架全柔性驱动器的制备，大大拓展了DEA的设计空间。首次实现了在同一张薄膜上差异化定制预拉伸锁定比例（凸点驱动器），实现三维的介电驱动，驱动形变响应迅速(＜10ms)，体现了热塑性介电弹性体材料的独特优势。 (4)利用SBAS介电弹性体材料，成功制备出旋转速度高达30000rpm的微型旋转驱动器，理论转移液体量达110mL/min的微型泵驱动器，最大静态扑翼角度120°并能够以5Hz频率扑翼50°的扑翼驱动器。表明SBAS介电弹性体材料在众多领域有应用潜力。收起

关键词 : 介电弹性体热塑性弹性体 RAFT乳液聚合预拉伸锁定技术介电弹性体驱动器

8. 双键封端的聚酯型生物工程弹性体的合成与性能研究

[学位论文] 王珏北京化工大学 2013年硕士导师: 张立群共78页

摘要 : 为了应对石油等不可再生资源短缺的现状，减少橡胶工业对化石资源的依赖，本课题通过分子设计和化学合成的方法制备了一种不依赖于石油资源的聚酯弹性体材料，其最大的特点就是采用分阶段加料，通过双键封端后再交联的办法改善了传统方法制备的聚酯弹... 展开为了应对石油等不可再生资源短缺的现状，减少橡胶工业对化石资源的依赖，本课题通过分子设计和化学合成的方法制备了一种不依赖于石油资源的聚酯弹性体材料，其最大的特点就是采用分阶段加料，通过双键封端后再交联的办法改善了传统方法制备的聚酯弹性体交联点密度较低的缺点。选用1,3-丙二醇，1，4-丁二醇和癸二酸这三种生物质单体，通过熔融缩聚的方法制备了较低分子量的端羟基聚酯，酸值测定结果显示产物的端基以羟基为主，除了醇酸比1.3∶1，聚酯中双端羟基组分含量均高于50％。并考察了反应温度、反应时间、原料配比对目标聚酯相对分子质量的影响，并选择醇酸比1.5∶1，150℃下缩聚4小时作为合成端羟基聚酯的反应条件。之后以与端羟基聚酯摩尔比1∶2的比例加入封端单体丙烯酸，在聚酯两端引入双键，并通过红外光谱和核磁共振氢谱对双键的引入情况进行了检测，红外结果显示封端后3445cm-1处的-OH特征峰明显降低，同时在1631cm-1处出现了C=C双键特征峰;核磁结果显示-OH峰在封端后几乎消失，两项测试结果均表明丙烯酸单体和端羟基发生了反应，C=C双键被成功引入。最后以过氧化二异丙苯(DCP)为交联剂，将双键封端聚酯同三烯丙基异氰脲酸酯(TAIC)以一定配比制备了一系列弹性体材料，研究了双键封端聚酯和TAIC投料比对该弹性体性能的影响，结果显示双键封端聚酯和TAIC摩尔比为3∶2时，弹性体具有最高的凝胶含量75.7％和最高的拉伸强度，且DSC和XRD曲线未出现明显结晶峰。添加纳米SiO2粒子进行增强，并采用模压成型，制备出了具有不同填料份数的BEE复合材料。DSC测试结果表明，SiO2的加入对升温结晶有抑制作用，且随着SiO2份数的增加结晶性能下降。TEM和SEM结果显示纳米SiO2在橡胶基体中分散较为均匀，表明橡胶基体与填料间具有良好的界面结合。力学测试结果表明，加入SiO2补强之后拉伸强度由0.7MPa上升到十几MPa，且具有与已工业化的橡胶产品相近的优良力学性能。BEE/30phrSiO2复合材料的透气系数为3.48×10-17P(m2s-1Pa-1)，低于含相同份数填料的丁苯橡胶和天然橡胶，表明BEE复合材料具有较好的气体阻隔性能。收起

关键词 : 聚酯弹性体生物工程弹性体合成方法拉伸强度

9. 线型丁苯热塑性弹性体的研制

[学位论文] 沈华大连理工大学 1998年硕士导师: 顾明初;潘治元共71页

摘要 : 实验采用阴离子三步骤合法合成L-SBS,以n-BuLi为引发剂、已烷和环已烷混合液为溶剂、THF为添加剂.通过调节微结构和分子参数获得不同品种的L-SBS,结果表明,合成的L-SBS具有分子量分布窄、过程杂质PS含量少、无过程大分子、物理机械性能好、加工流动性... 展开

关键词 : 丁苯热塑性弹性体