[发明专利]一种聚合物介电弹性体及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种聚合物介电弹性体的制备方法，其特征在于：所述聚合物介电弹性体为PDA@ZnO/EVA聚合物介电弹性体，通过多巴胺DA在氧化锌ZnO纳米颗粒表面的自聚合，使聚多巴胺PDA对ZnO纳米颗粒的包裹呈核壳结构即得到PDA@ZnO，将PDA@ZnO颗粒掺杂在含有己二酸二正丁酯DBA的乙烯-醋酸乙烯共聚物EVA中，制备出PDA@ZnO/EVA聚合物介电弹性体；具体包括以下步骤：

（1）PDA@ZnO的制备：取ZnO纳米颗粒超声分散于Tris-HCl溶液中，再加入盐酸多巴胺，在室温和氧气气氛下连续搅拌24 h，然后用去离子水进行离心清洗，最后在真空干燥箱中60℃干燥24 h得到PDA@ZnO纳米颗粒；

（2）PDA@ZnO/EVA聚合物介电弹性体的制备：取PDA@ZnO纳米颗粒超声分散于四氢呋喃溶剂中，再加入2 g的EVA，在室温下连续搅拌1 h后，加入4 g DBA，然后再继续搅拌1 h，最后倒入玻璃培养皿中，在真空干燥箱中60℃干燥24 h，得到PDA@ZnO/EVA聚合物介电弹性体；

PDA@ZnO纳米颗粒的质量占PDA@ZnO纳米颗粒、DBA和EVA总质量的百分比为5~15 %；DBA的质量为EVA质量的2倍。

2.根据权利要求1所述的聚合物介电弹性体的制备方法，其特征在于：所述氧化锌纳米颗粒的直径为45~55 nm，具有核壳结构的PDA@ZnO的PDA层的厚度为1~5 nm。

3.根据权利要求1所述的聚合物介电弹性体的制备方法，其特征在于：所述步骤（1）中盐酸多巴胺的质量是ZnO纳米颗粒质量的3倍，Tris-HCl溶液的浓度为0.01M，PH=8.5。

4.根据权利权利要求1-3任一所述的制备方法制得的PDA@ZnO/EVA聚合物介电弹性体的应用，其特征在于：在PDA@ZnO/EVA聚合物介电弹性体的两侧涂覆柔性电极用于电致动器和电子皮肤。

5.根据权利要求4所述的应用，其特征在于：所述柔性电极采用导电硅脂、银纳米线、PEDOT、PPy或PANI。

6.根据权利要求4所述的应用，其特征在于：在PDA@ZnO/EVA聚合物介电弹性体的两侧涂覆柔性电极用于电致动器，在5~20 V/μm的电场下能够产生5~25 %的面积形变和0.1~3mm的面外致动位移。

7.根据权利要求4所述的应用，其特征在于：PDA@ZnO/EVA聚合物介电弹性体的两侧经涂覆柔性电极后作为电子皮肤式传感器贴合在手指关节处，能够实时检测人体关节在1~180°内的角度变化。