[发明专利]一种高性能巨电流变弹性体及其制备和测试方法

权利要求书

1.一种高性能巨电流变弹性体，其特征在于，包含双分散相电流变颗粒和导电金属颗粒、双连续相PDMS聚合物和硅油；所述双分散相分散于所述双连续相中；

所述导电金属颗粒材质包含金和银中任何一种或多种；和，所述导电金属颗粒形状包含片状；和，所述导电金属颗粒粒径0.1-100μm；

包括40wt%-60wt%的所述电流变颗粒、0.1-1wt%所述导电金属颗粒、20wt%-30wt%的所述PDMS聚合物和20wt%-30wt%的所述硅油；所述电流变颗粒包含尿素包裹的钛氧基草酸钡。

2.根据权利要求1所述的高性能巨电流变弹性体，其特征在于，所述导电金属颗粒的含量为所述变弹性体总质量的0.1wt%、0.25wt%、0.5wt%、0.75wt%或1wt%。

3.根据权利要求1或2所述的高性能巨电流变弹性体，其特征在于，所述导电金属颗粒的最优含量为所述变弹性体总质量0.5wt%。

4.根据权利要求1所述的高性能巨电流变弹性体，其特征在于，所述PDMS聚合物由PDMS预聚物和固化剂聚合而成；和/或，所述PDMS预聚物包含聚二甲基（甲基乙烯基硅氧烷）；和/或，所述PDMS预聚物粘度为25℃下4000-6500pcs；和/或，所述固化剂包含聚二甲基（甲基氢基硅氧烷）；和/或，所述PDMS预聚物同所述固化剂的使用质量配比为10:1；和/或，所述PDMS预聚物与所述硅油使用质量比为1:1。

5.根据权利要求1所述的高性能巨电流变弹性体，其特征在于，所述硅油采用的是未交联的聚二甲基硅氧烷，和/或，所述硅油黏度为0.1-100cst；和/或，所述硅油聚合度为13-360。

6.根据权利要求3所述的高性能巨电流变弹性体，其特征在于，所述导电金属颗粒为所述最优含量时，经5个月放置后，相对电流变效应衰减为原来的50-85%；和，所述电流变弹性体响应时间为1×10^-5-1×10^-2s；和，所述电流变弹性体受力方向与电场方向不一致时，在电场为0-3kV/mm，剪切储能模量和未添加所述导电金属颗粒的样品相比提高200-1000kPa；和，所述电流变弹性体受力方向与电场方向一致时，在电场为0-2kV/mm，压缩储能模量和未添加所述导电金属颗粒的样品相比提高0.5-5MPa。

7.一种高性能巨电流变弹性体的制备方法，其特征在于，用于制备权利要求1-6任一项所述高性能巨电流变弹性体，原料组成包括电流变颗粒、导电金属颗粒、PDMS预聚物、固化剂和硅油；包括如下步骤：

a.定量取所述PDMS预聚物、所述固化剂加入研钵进行研磨5-10min，得混合物一；所述固化剂为硅氢交联剂；和/或，所述PDMS预聚物同所述固化剂的使用质量配比为10:1；

b.定量取所述硅油加入所述研钵中与所述混合物一研磨15-20min，得混合物二；所述硅油采用的是未交联的聚二甲基硅氧烷，和/或，所述硅油黏度为0.1-100cst；和/或，所述硅油聚合度为13-360；

c.定量取所述电流变颗粒同所述片状导电金属颗粒一起加入所述研钵中与所述混合物二进行研磨30-40min，得混合物三；所述导电金属颗粒的添加量为混合物二和所述电流变颗粒质量和的0.1-1wt%；所述电流变颗粒采用由尿素包裹的钛氧基草酸钡；和/或，所述PDMS预聚物及所述硅油使用质量比为1:1；

d.将所述混合物三进行1-30min去除气泡处理后放入烘箱，在40-85℃环境下进行固化，固化时间2h-10h。

8.根据权利要求7所述的高性能巨电流变弹性体的制备方法，其特征在于，所述导电金属颗粒的添加量为混合物二和所述电流变颗粒质量和的0.1wt%、0.25wt%、0.5wt%、0.75wt%或1wt%；和/或，所述导电金属颗粒粒径0.1-100μm。

9.一种高性能巨电流变弹性体的压缩模量检测方法，其特征在于，用于权利要求1所述高性能巨电流变弹性体或权利要求7或8任一项所述方法制备的高性能巨电流变弹性体检测，包括如下的步骤：

s1.将所述电流变弹性体置于力学试验机的两个压缩测量模具的夹层中，所述电流变弹性体上下方的模具接正负导线，作为所述样品施加电流电极；

s2.设置测试频率0.01-100Hz，测试循环次数5-100次，厚度为h的样品，将最适压缩距离设置为a×h；以b×h作为压缩距离进行不同梯度的实验，在所述模具下压至所述样品产生明显的变形时，测量所述变形量得到最适下压距离a×h=b×h；所述b为0-1之间任一实数；

s3.先对弹性体进行预压，待测试设备示数明显的波动，则测试载荷与所述测试样品紧密相接触，依次测试无电场情况下和不同电流下变弹性体压缩模量的变化。