碳纳米管/橡胶复合材料的界面性能:碳纳米管的比表面积的影响

橡胶大分子和无机纳米填料由于相互作用形成的界面是决定弹性体复合材料性能的重要因素。利用原子力显微镜的峰值力定量纳米力学映射模式(AFM-QNM)建立了碳纳米管/溶聚丁苯橡胶(CNT/SSBR)复合材料的界面纳米力学性能和界面厚度的定量表征方法,研究揭示了CNT的比表面积对CNT/SSBR复合材料的界面纳米力学性能和界面厚度的影响。结果表明,随着CNT的比表面积的增大,CNT/SSBR复合材料的界面纳米力学性能逐渐增强,界面厚度逐渐增大,这是由于CNT表面作用的橡胶大分子不动链数增加。      

聚丙烯酸酯/海胆状中空ZnO复合薄膜的制备及性能

采用两步水热法制备了海胆状中空ZnO,然后通过物理共混法将海胆状中空ZnO引入聚丙烯酸酯乳液中,制备得到聚丙烯酸酯/海胆状中空ZnO复合乳液并对其进行成膜处理。对复合薄膜透水汽性、耐水性、力学性能、紫外透过率及抗菌性能进行了检测,进一步探讨了海胆状中空ZnO用量对聚丙烯酸酯/海胆状中空ZnO复合薄膜基本性能的影响。结果表明:海胆状中空ZnO的粒径在2.1μm左右,壳层ZnO纳米棒的长度约为350 nm,且存在介孔结构,平均孔径为28.58 nm,比表面积为9.34 m2/g,孔体积为0.07 cm3/g。当海胆状中空ZnO质量分数为2%时,聚丙烯酸酯复合薄膜的透水汽性、吸水率、抗张强度,以及断裂伸长率分别为113.2 mg/(cm2·h)、30.64%、9.23 MPa及292.51%。与纯聚丙烯酸酯薄膜相比,聚丙烯酸酯/海胆状中空ZnO复合薄膜透水汽性提高了204.96%,耐水性提高了134.3%,抗张强度提高了34.94%,断裂伸长率提高了46.26%。同时,复合薄膜具有良好的紫外屏蔽性能及抗菌性能。     

基于介电弹性体驱动的仿生象鼻软体驱动器设计分析

在软体机器人的发展过程中,软体驱动器结构简单化、轻量化设计一直是研究热点。受到象鼻结构与驱动原理的启发,设计了一种基于介电弹性体和多孔PDMS材料的仿生软体驱动器。首先对介电弹性体人工肌肉驱动机理进行了分析,并通过驱动变形实验确定了最大形变参数;然后设计了基于多孔PDMS材料的支撑脊柱结构,并通过压缩实验测试了力学性能;最后,通过将介电弹性体包覆在支撑脊柱外层,形成了具有圆柱结构的仿生软体驱动器。驱动实验结果表明,软体驱动器在电压激励下能够获得大角度(最大42°)连续稳定弯曲变形以及较快的响应速度。