RU2767650C1 - Polysiloxane compositions and elastomeric materials with high dielectric permeability based thereon - Google Patents

Polysiloxane compositions and elastomeric materials with high dielectric permeability based thereon Download PDF

Info

Publication number
RU2767650C1
RU2767650C1 RU2020141201A RU2020141201A RU2767650C1 RU 2767650 C1 RU2767650 C1 RU 2767650C1 RU 2020141201 A RU2020141201 A RU 2020141201A RU 2020141201 A RU2020141201 A RU 2020141201A RU 2767650 C1 RU2767650 C1 RU 2767650C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
elastomeric material
polydiorganosiloxane
ethoxysiloxane
elastomeric
polysiloxane composition
Prior art date
Application number
RU2020141201A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Александр Николаевич Тарасенков
Александра Александровна Калинина
Алина Гайфетдиновна Хмельницкая
Надежда Андреевна Тебенева
Иван Борисович Мешков
Мария Сергеевна Паршина
Елена Валерьевна Агина
Аскольд Альбертович Труль
Игорь Васильевич Безсуднов
Виталий Георгиевич Шевченко
Михаил Юрьевич Яблоков
Азиз Мансурович Музафаров
Сергей Анатольевич Пономаренко
Никита Олегович Алпатов
Павел Евгеньевич Ивашкин
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт синтетических полимерных материалов им. Н.С. Ениколопова Российской академии наук (ИСПМ РАН)
Публичное акционерное общество «СИБУР Холдинг»
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт синтетических полимерных материалов им. Н.С. Ениколопова Российской академии наук (ИСПМ РАН), Публичное акционерное общество «СИБУР Холдинг» filed Critical Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт синтетических полимерных материалов им. Н.С. Ениколопова Российской академии наук (ИСПМ РАН)
Priority to RU2020141201A priority Critical patent/RU2767650C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2767650C1 publication Critical patent/RU2767650C1/en

Links

Images

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G77/00Macromolecular compounds obtained by reactions forming a linkage containing silicon with or without sulfur, nitrogen, oxygen or carbon in the main chain of the macromolecule
    • C08G77/04Polysiloxanes
    • C08G77/38Polysiloxanes modified by chemical after-treatment
    • C08G77/382Polysiloxanes modified by chemical after-treatment containing atoms other than carbon, hydrogen, oxygen or silicon
    • C08G77/392Polysiloxanes modified by chemical after-treatment containing atoms other than carbon, hydrogen, oxygen or silicon containing sulfur
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G77/00Macromolecular compounds obtained by reactions forming a linkage containing silicon with or without sulfur, nitrogen, oxygen or carbon in the main chain of the macromolecule
    • C08G77/04Polysiloxanes
    • C08G77/38Polysiloxanes modified by chemical after-treatment
    • C08G77/382Polysiloxanes modified by chemical after-treatment containing atoms other than carbon, hydrogen, oxygen or silicon
    • C08G77/398Polysiloxanes modified by chemical after-treatment containing atoms other than carbon, hydrogen, oxygen or silicon containing boron or metal atoms
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08JWORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J3/00Processes of treating or compounding macromolecular substances
    • C08J3/24Crosslinking, e.g. vulcanising, of macromolecules
    • C08J3/247Heating methods
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08LCOMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L83/00Compositions of macromolecular compounds obtained by reactions forming in the main chain of the macromolecule a linkage containing silicon with or without sulfur, nitrogen, oxygen or carbon only; Compositions of derivatives of such polymers
    • C08L83/04Polysiloxanes
    • C08L83/08Polysiloxanes containing silicon bound to organic groups containing atoms other than carbon, hydrogen and oxygen
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01BCABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
    • H01B3/00Insulators or insulating bodies characterised by the insulating materials; Selection of materials for their insulating or dielectric properties
    • H01B3/18Insulators or insulating bodies characterised by the insulating materials; Selection of materials for their insulating or dielectric properties mainly consisting of organic substances
    • H01B3/30Insulators or insulating bodies characterised by the insulating materials; Selection of materials for their insulating or dielectric properties mainly consisting of organic substances plastics; resins; waxes
    • H01B3/46Insulators or insulating bodies characterised by the insulating materials; Selection of materials for their insulating or dielectric properties mainly consisting of organic substances plastics; resins; waxes silicones

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)

Abstract

FIELD: chemistry.
SUBSTANCE: invention relates to the field of production of elastomeric materials based on polysiloxane compositions and can be used in high-technology fields of electrical engineering and robotics as an electrically active material in creation of sensors, actuators, artificial muscles. Proposed is a polysiloxane composition including polydiorganosiloxane with terminal hydroxyl groups and/or analogue thereof with terminal 3-aminopropyl diethoxysilyl groups by the formula (I), wherein X represents a hydrogen atom, -Si(OC2H5)2(CH3)2NH2; R1 represents CH3, C2H5or C6H5-; R2 represents CH3-CH2=CH - or C2H5-; one or multiple functional metallo-siloxanes by the formula (II), wherein M is a bi-, tri-, or tetravalent metal selected from Zn, Zr, Ti, and Fe(III); p+m corresponds to the valency of the metal, provided that p≠m, wherein m equals 1, 2, 3, or 4; R and Alk independently represent C1-C4–alkyls; R’ represents C6H5-, CH2=CH-, SH(CH2)3-, CH2=CHC(O)O(CH2)3-, CH2=C(CH3)C(O)O(CH2)3-, (III) or (IV); and ethoxysiloxane, wherein the mass ratio of polydiorganosiloxane(s) and the functional metallo-siloxane(s) is in the range from 3:0.1 to 3:2, and of the polydiorganosiloxane(s) and ethoxysiloxane is in the range from 3:1 to 3:4 pts. wt., respectively. Also proposed are a method for producing an elastomeric material, an elastomeric material produced by the claimed method, application thereof, and a method for adjusting the dielectric properties of the elastomeric material.
EFFECT: production of new elastomeric materials based on polydiorganosiloxanes with an adjustable value of dielectric permeability in the range from 3 to 100 (10 Hz) by a method ensuring production of a material containing no microdefects in the form of bubbles of residual amounts of a solvent, suitable for use in various electromechanical apparatuses.
Figure 00000014
Figure 00000015
13 cl, 1 dwg, 1 tbl, 12 ex

Description

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕFIELD OF TECHNOLOGY TO WHICH THE INVENTION RELATES

[001] Настоящее изобретение относится к области получения эластомерных материалов на основе полисилоксановых композиций и может использоваться в высокотехнологичных областях электро- и робототехники в качестве электроактивного материала при создании сенсоров, приводов, искусственных мышц и т.д.[001] The present invention relates to the field of obtaining elastomeric materials based on polysiloxane compositions and can be used in high-tech areas of electrical and robotics as an electroactive material when creating sensors, actuators, artificial muscles, etc.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИBACKGROUND OF THE INVENTION

[002] Диэлектрические электроактивные материалы – это «умные материалы», которые способны изменять свои размеры и/или форму под воздействием электрического сигнала, а также преобразовывать электрическую энергию в механическую работу [Brochu, P., & Pei, Q. (2012). Dielectric elastomers for actuators and artificial muscles. In Electroactivity in Polymeric Materials (pp. 1-56). Springer, Boston, MA.; Carpi, F., Bauer, S., & De Rossi, D. (2010). Stretching dielectric elastomer performance. Science, 330(6012), 1759-1761]. В частности, известно использование диэлектрических эластомеров с нанесенными электродами в гибких сенсорах [СN107747957A, дата публикации 02.03.2018; CN108253998A, дата публикации 06.07.2018; TW202001220A, дата публикации 01.01.2020; Chen, D., & Pei, Q. (2017). Electronic muscles and skins: a review of soft sensors and actuators. Chemical reviews, 117(17), 11239-11268, Huang, B., Li, M., Mei, T., McCoul, D., Qin, S., Zhao, Z., & Zhao, J. (2017). Wearable stretch sensors for motion measurement of the wrist joint based on dielectric elastomers. Sensors, 17(12), 2708] и актуаторах [US8354774B2, дата публикации 15.01.2013; KR20050091880A, дата публикации 15.09.2005; EP1966840А, дата публикация 10.09.2008; O’Halloran, A., O’malley, F., & McHugh, P. (2008). A review on dielectric elastomer actuators, technology, applications, and challenges. Journal of Applied Physics, 104(7), 9; Pelrine, R., Kornbluh, R., Joseph, J., Heydt, R., Pei, Q., & Chiba, S. (2000). High-field deformation of elastomeric dielectrics for actuators. Materials Science and Engineering: C, 11(2), 89-100].[002] Dielectric electroactive materials are "smart materials" that are able to change their size and/or shape under the influence of an electrical signal, as well as convert electrical energy into mechanical work [Brochu, P., & Pei, Q. (2012). Dielectric elastomers for actuators and artificial muscles. In Electroactivity in Polymeric Materials (pp. 1-56). Springer, Boston, M.A.; Carpi, F., Bauer, S., & De Rossi, D. (2010). Stretching dielectric elastomer performance. Science, 330(6012), 1759-1761]. In particular, it is known to use dielectric elastomers with deposited electrodes in flexible sensors [CN107747957A, publication date 03/02/2018; CN108253998A, publication date 07/06/2018; TW202001220A, publication date 01/01/2020; Chen, D., & Pei, Q. (2017). Electronic muscles and skins: a review of soft sensors and actuators. Chemical reviews, 117(17), 11239-11268, Huang, B., Li, M., Mei, T., McCoul, D., Qin, S., Zhao, Z., & Zhao, J. (2017) . Wearable stretch sensors for motion measurement of the wrist joint based on dielectric elastomers. Sensors, 17(12), 2708] and actuators [US8354774B2, publication date 01/15/2013; KR20050091880A, publication date 09/15/2005; EP1966840A, publication date 09/10/2008; O'Halloran, A., O'malley, F., & McHugh, P. (2008). A review on dielectric elastomer actuators, technology, applications, and challenges. Journal of Applied Physics, 104(7), 9; Pelrine, R., Kornbluh, R., Joseph, J., Heydt, R., Pei, Q., & Chiba, S. (2000). High-field deformation of elastomeric dielectrics for actuators. Materials Science and Engineering: C, 11(2), 89-100].

[003] Наиболее широко используемыми диэлектрическими электроактивными материалами являются силоксановые эластомеры, благодаря воспроизводимости циклов, незначительной тенденции к эффекту Маллинза и старения, возможности работы в широком диапазоне температур [Maffli, L., Rosset, S., Ghilardi, M., Carpi, F., & Shea, H. (2015). Ultrafast all‐polymer electrically tunable silicone lenses. Advanced functional materials, 25(11), 1656-1665; Kornbluh, R. D., Pelrine, R., Prahlad, H., Wong-Foy, A., McCoy, B., Kim, S., ... & Low, T. (2012). Dielectric elastomers: Stretching the capabilities of energy harvesting. MRS bulletin, 37(3), 246.]. [003] The most widely used dielectric electroactive materials are siloxane elastomers, due to the reproducibility of cycles, a slight tendency to the Mullins effect and aging, the ability to work over a wide temperature range [Maffli, L., Rosset, S., Ghilardi, M., Carpi, F ., & Shea, H. (2015). Ultrafast all-polymer electrically tunable silicone lenses. Advanced functional materials, 25(11), 1656-1665; Kornbluh, R. D., Pelrine, R., Prahlad, H., Wong-Foy, A., McCoy, B., Kim, S., ... & Low, T. (2012). Dielectric elastomers: Stretching the capabilities of energy harvesting. MRS bulletin, 37(3), 246].

[004] Однако низкое значение диэлектрической проницаемости полисилоксанов, которое в случае ненаполненных композиций составляет 2-3 независимо от частоты, обуславливает необходимость использования высокого напряжения для активации материалов на их основе и, как следствие, не позволяет задействовать весь потенциал механических свойств полисилоксановых материалов. Поэтому разработка новых силиконовых материалов с повышенной диэлектрической проницаемостью является актуальной задачей.[004] However, the low value of the dielectric constant of polysiloxanes, which in the case of unfilled compositions is 2-3 regardless of frequency, necessitates the use of high voltage to activate materials based on them and, as a result, does not allow using the full potential of the mechanical properties of polysiloxane materials. Therefore, the development of new silicone materials with increased dielectric constant is an urgent task.

[005] Известны различные подходы к повышению диэлектрической проницаемости силоксановых эластомерных материалов. Среди них наибольшее распространение получили два подхода. Первый заключается в химической модификации силокасанового каучука полярными группами и получении композитов на его основе. [005] Various approaches are known to increase the dielectric constant of siloxane elastomeric materials. Among them, two approaches are most widely used. The first is the chemical modification of silocane rubber with polar groups and the preparation of composites based on it.

[006] Известны эластомерные материалы на основе азидсодержащих полидиметилсилоксанов с концевыми аллильными группами, модифицированных путем реакций азид-алкинового циклоприсодинения 1-этинил-4-нитробензолом, и гидридсодержащих полиметилсилоксанов. В зависимости от концентрации модифицированных групп могут быть получены композиции, диэлектрическая проницаемость которых достигает 59,3 при 1 Гц. [Madsen, F. B., Yu, L., Daugaard, A. E., Hvilsted, S., & Skov, A. L. (2014). Silicone elastomers with high dielectric permittivity and high dielectric breakdown strength based on dipolar copolymers. Polymer, 55(24), 6212-6219].[006] Elastomeric materials based on azide-containing allyl-terminated polydimethylsiloxanes modified by azide-alkyne cycloaddition reactions with 1-ethynyl-4-nitrobenzene and hydride-containing polymethylsiloxanes are known. Depending on the concentration of the modified groups, compositions can be obtained whose dielectric constant reaches 59.3 at 1 Hz. [Madsen, F. B., Yu, L., Daugaard, A. E., Hvilsted, S., & Skov, A. L. (2014). Silicone elastomers with high dielectric permittivity and high dielectric breakdown strength based on dipolar copolymers. Polymer, 55(24), 6212-6219].

[007] Известны эластомерные материалы на основе модифицированного 3-меркаптопропионовой кислотой полиметилвинилсилоксана, хлорида железа, образующего солевые ионные связи с карбоксильными группами, и этандитиола в качестве сшивающего агента. В зависимости от содержания хлорида железа диэлектрическая проницаемость таких композиций изменяется в пределах от 6 до 60 при 100 Гц. [Sun, H., Liu, X., Liu, S., Yu, B., Ning, N., Tian, M., & Zhang, L. (2020). Supramolecular silicone dielectric elastomer with high dielectric constant, fast and highly efficient self-healing at mild conditions. Journal of Materials Chemistry A.].[007] Known elastomeric materials based on modified 3-mercaptopropionic acid polymethylvinylsiloxane, iron chloride, forming salt ionic bonds with carboxyl groups, and ethanedithiol as a crosslinking agent. Depending on the content of ferric chloride, the dielectric constant of such compositions varies from 6 to 60 at 100 Hz. [Sun, H., Liu, X., Liu, S., Yu, B., Ning, N., Tian, M., & Zhang, L. (2020). Supramolecular silicone dielectric elastomer with high dielectric constant, fast and highly efficient self-healing at mild conditions. Journal of Materials Chemistry A.].

[008] Несмотря на эффективность химической модификации при регулировании диэлектрической проницаемости силоксановых эластомерных композитов, такой подход характеризуется большим количеством промежуточных стадий, необходимых для получения полисилоксана заданного строения, а также ограниченностью масштабирования, определяемой, в частности, типом выбранных для модификации химических процессов. [008] Despite the effectiveness of chemical modification in controlling the dielectric constant of siloxane elastomer composites, this approach is characterized by a large number of intermediate stages required to obtain a polysiloxane of a given structure, as well as limited scaling, determined, in particular, by the type of chemical processes chosen for modification.

[009] Второй подход к получению силоксановых эластомерных материалов с высокой диэлектрической проницаемостью заключается в создании полидиметилсилоксановых композитов, наполненных частицами с высокой диэлектрической проницаемостью или проводящими частицами.[009] A second approach to producing high dielectric siloxane elastomeric materials is to create polydimethylsiloxane composites filled with high dielectric particles or conductive particles.

[010] Например, известны эластомерные материалы, состоящие из полидиметилсилоксана, нановолокон титаната бария и нанопластинок графена. Диэлектрическая проницаемость композиции на основе полидиметилсилоксана увеличивается с 3 до 12 независимо от частоты при введении 20 мас.% титаната бария. Введение графитовых нанопластинок приводит к увеличению диэлектрической проницаемости до 18,6. [Wang, Z., Nelson, J. K., Miao, J., Linhardt, R. J., Schadler, L. S., Hillborg, H., & Zhao, S. (2012). Effect of high aspect ratio filler on dielectric properties of polymer composites: a study on barium titanate fibers and graphene platelets. IEEE Transactions on Dielectrics and Electrical Insulation, 19(3), 960-967]. [010] For example, elastomeric materials consisting of polydimethylsiloxane, barium titanate nanofibers, and graphene nanoplates are known. The dielectric constant of the composition based on polydimethylsiloxane increases from 3 to 12, regardless of frequency, with the introduction of 20 wt.% barium titanate. The introduction of graphite nanoplates leads to an increase in the dielectric constant up to 18.6. [Wang, Z., Nelson, J. K., Miao, J., Linhardt, R. J., Schadler, L. S., Hillborg, H., & Zhao, S. (2012). Effect of high aspect ratio filler on dielectric properties of polymer composites: a study on barium titanate fibers and graphene platelets. IEEE Transactions on Dielectrics and Electrical Insulation, 19(3), 960-967].

[011] Известны эластомерные композитные материалы на основе полидиметилсилоксана и технического углерода, диэлектрическая проницаемость которых увеличивается до 30 при 12 ГГц при 40%-м содержании наполнителя [Al-Hartomy, O. A., Al-Solamy, F., Al-Ghamdi, A., Dishovsky, N., Iliev, V., & El-Tantawy, F. (2011). Dielectric and microwave properties of siloxane rubber/carbon black nanocomposites and their correlation. International Journal of Polymer Science, 2011.].[011] Known elastomeric composite materials based on polydimethylsiloxane and carbon black, the dielectric constant of which increases to 30 at 12 GHz with a 40% filler content [Al-Hartomy, OA, Al-Solamy, F., Al-Ghamdi, A. , Dishovsky, N., Iliev, V., & El-Tantawy, F. (2011). Dielectric and microwave properties of siloxane rubber/carbon black nanocomposites and their correlation. International Journal of Polymer Science, 2011.].

[012] В патенте CN106633891 [дата публикации 10.05.2017] раскрыт диэлектрический эластомерный композитный материал с высоким значением диэлектрической проницаемости на основе силоксанового эластомера, состоящий из полидиметилсилоксана, отвердителя, полиэтиленгликоля и проводящего наполнителя, при этом массовое отношение полидиметилсилоксана к отвердителю составляет 5:1÷40:1, массовое отношение полидиметилсилоксана к полиэтиленгликолю составляет 17:10÷88:1, а проводящий наполнитель составляет не более 2,7% от общей массы других компонентов смеси. Композиционный материал имеет однородную микропористую структуру, а проводящий наполнитель распределяется на границе раздела полидиметилсилоксана и полиэтиленгликоля. [012] Patent CN106633891 [publication date 05/10/2017] discloses a high dielectric elastomer composite material based on a siloxane elastomer, consisting of polydimethylsiloxane, hardener, polyethylene glycol and conductive filler, while the mass ratio of polydimethylsiloxane to hardener is 5:1 ÷40:1, the mass ratio of polydimethylsiloxane to polyethylene glycol is 17:10÷88:1, and the conductive filler is not more than 2.7% of the total mass of other components of the mixture. The composite material has a homogeneous microporous structure, and the conductive filler is distributed at the interface between polydimethylsiloxane and polyethylene glycol.

[013] Известны эластомерные композитные материалы с высокой диэлектрической проницаемостью на основе фторированного силоксанового каучука с регулируемой плотностью сшивки и полупроводникового наполнителя с высокой диэлектрической проницаемостью [CN104830072, дата публикации 12.08.2015]. [013] Elastomeric composite materials with high dielectric constant based on fluorinated silicone rubber with adjustable crosslink density and semiconductor filler with high dielectric constant are known [CN104830072, publication date 08/12/2015].

[014] В патенте CN110358309 [дата публикации 22.10.2019] раскрыт диэлектрический эластомерный композитный материал на основе 100 мас.ч. карбоксилсодержащего силоксанового каучука, 0,5-5 мас.ч. бензолсодержащего соединения, 0,5-5 мас.ч. углеродных нанотрубок, 0,1-1 мас. ч. сшивающего агента и 0,1-1 мас.ч. катализатора.[014] Patent CN110358309 [publication date 10/22/2019] discloses a dielectric elastomeric composite material based on 100 wt.h. carboxyl-containing siloxane rubber, 0.5-5 wt.h. benzene-containing compounds, 0.5-5 wt.h. carbon nanotubes, 0.1-1 wt. including a crosslinking agent and 0.1-1 wt.h. catalyst.

[015] Основными проблемами таких композитных эластомерных материалов и способов их получения является сложность диспергирования наполнителей в матрице и получение однородных по составу эластомеров. Решением данной проблемы может быть создание условий, в которых формирование наполнителя в матрице происходит непосредственно при ее отверждении. Известны эластомерные силоксановые композиты на основе полидиметилсилоксана и функциональных частично и полностью замещенных металлосилоксанов, при получении которых формирование металлосодержащего кремнеземного наполнителя происходит в процессе отверждения [RU 2296767C1, дата публикации 10.04.2007;
RU 2649392C2, дата публикации 20.10.2015].
[015] The main problems of such composite elastomeric materials and methods for their preparation is the difficulty of dispersing fillers in the matrix and obtaining homogeneous elastomers in composition. The solution to this problem can be the creation of conditions in which the formation of the filler in the matrix occurs directly during its curing. Known elastomeric siloxane composites based on polydimethylsiloxane and functional partially and fully substituted metallosiloxanes, upon receipt of which the formation of a metal-containing silica filler occurs during curing [RU 2296767C1, publication date 10.04.2007;
RU 2649392C2, publication date 10/20/2015].

[016] Функциональные металлосилоксаны являются эффективными отвердителями силоксановых композиций за счет своей активности не только в качестве агента для формирования металлоксидной трехмерной сетки, но и за счет своей каталитической активности в процессах гидролитической конденсации всех присутствующих в системе компонентов, что позволяет формировать сшитую систему при комнатной температуре. При этом возможно дополнительное наполнение композиций с использованием сверхразветвленного полиэтоксисилоксана – в качестве жидкого прекурсора кремнезема, формирующегося также в процессе отверждения композиции. Механические характеристики таких композитов были широко исследованы, однако данные по их диэлектрическим характеристикам отсутствуют.[016] Functional metallosiloxanes are effective hardeners of siloxane compositions due to their activity not only as an agent for forming a three-dimensional metal oxide network, but also due to their catalytic activity in the processes of hydrolytic condensation of all components present in the system, which allows the formation of a cross-linked system at room temperature . In this case, additional filling of compositions is possible using hyperbranched polyethoxysiloxane as a liquid precursor of silica, which is also formed during the curing of the composition. The mechanical characteristics of such composites have been extensively studied, but there are no data on their dielectric characteristics.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯSUMMARY OF THE INVENTION

[017] Технической проблемой, на решение которой направлено заявляемое изобретение является создание новых эластомерных материалов с диэлектрической проницаемостью более 3 (10 Гц) на основе композиций, включающих полидиорганосилоксаны и функциональные металлосилоксаны и способа их получения. [017] The technical problem to be solved by the claimed invention is the creation of new elastomeric materials with a dielectric constant of more than 3 (10 Hz) based on compositions including polydiorganosiloxanes and functional metallosiloxanes and a method for their preparation.

[018] Технический результат, достигаемый при реализации заявляемого изобретения, заключается в получении новых эластомерных материалов на основе полидиорганосилоксанов с регулируемым значением диэлектрической проницаемости в диапазоне от 3 до 100 (10 Гц), в создании способа их получения, обеспечивающего получение материала, не содержащих микродефектов в виде пузырей остаточных количеств растворителя, пригодных для использования в различных электромеханических устройствах.[018] The technical result achieved by the implementation of the claimed invention is to obtain new elastomeric materials based on polydiorganosiloxanes with an adjustable dielectric constant in the range from 3 to 100 (10 Hz), to create a method for their production, providing a material that does not contain microdefects in the form of bubbles of residual amounts of solvent, suitable for use in various electromechanical devices.

[019] Заявляемый технический результат достигается за счет получения новых эластомерных материалов с диэлектрической проницаемостью более 3 (10 Гц) на основе композиций, включающих полидиорганосилоксан с концевыми гидроксильными группами и/или его аналог с концевыми 3-аминопропилдиэтоксисилильными группами общей формулы (I) [019] The claimed technical result is achieved by obtaining new elastomeric materials with a dielectric constant of more than 3 (10 Hz) based on compositions containing polydiorganosiloxane with terminal hydroxyl groups and / or its analogue with terminal 3-aminopropyldiethoxysilyl groups of general formula (I)

Figure 00000001
Figure 00000001

где Х представляет собой атом водорода или where X is a hydrogen atom or

-Si(OC2H5)2(CH3)2NH2, -Si (OC 2 H 5 ) 2 (CH 3 ) 2 NH 2 ,

R1 означает CH3-, C2H5- или C6H5-, R 1 means CH 3 -, C 2 H 5 - or C 6 H 5 -,

R2 означает CH3-, CH2=CH- или C2H5-,R 2 means CH 3 -, CH 2 =CH- or C 2 H 5 -,

одного или нескольких функциональных металлосилоксанов общей формулы (II) one or more functional metallosiloxanes of general formula (II)

Figure 00000002
Figure 00000002

где M – двух-, трех- или четырехвалентный металл, выбранный из ряда Zn, Zr, Ti и Fe(III), where M is a di-, tri-, or tetravalent metal selected from the series Zn, Zr, Ti, and Fe(III),

p+m соответствует валентности металла при условии, p + m corresponds to the valency of the metal, provided that

где m равно 1, 2, 3 или 4where m is 1, 2, 3 or 4

R и Alk независимо друг от друга представляют собой С14 алкил,R and Alk are independently C 1 -C 4 alkyl,

R’ представляет собой C6H5-, CH2=CH-, SH(CH2)3-, CH2=CHC(O)O(CH2)3-, CH2=C(CH3)C(O)O(CH2)3-,R' is C 6 H 5 -, CH 2 =CH-, SH(CH 2 ) 3 -, CH 2 =CHC(O)O(CH 2 ) 3 -, CH 2 =C(CH 3 )C(O )O(CH 2 ) 3 -,

Figure 00000003
или
Figure 00000004
,
Figure 00000003
or
Figure 00000004
,

и этоксисилоксан, причем массовое соотношение полидиорганосилоксана(ов) и функционального(ых) металлосилоксанов составляет 3:0,1 до 3:2, а полидиорганосилоксана(ов) и этоксисилоксана от 3:1 до 3:4 мас. ч. соответственно.and ethoxysiloxane, and the mass ratio of polydiorganosiloxane(s) and functional(s) metallosiloxanes is 3:0.1 to 3:2, and polydiorganosiloxane(s) and ethoxysiloxane from 3:1 to 3:4 wt. hours, respectively.

[020] В частном случае реализации изобретения, в качестве металла в функциональном металлосилоксане может использоваться двух-, трех- или четырехвалентный металл, выбранный из ряда Zn, Fe(III), Zr, Ti, или предпочтительно четырехвалентный металл, выбранный из Zr или Ti, наиболее предпочтительно Zr. [020] In a particular case of the implementation of the invention, as a metal in a functional metallosiloxane, a di-, tri- or tetravalent metal selected from the series Zn, Fe(III), Zr, Ti, or preferably a tetravalent metal selected from Zr or Ti , most preferably Zr.

[021] Способ получения эластомерного материала заключается в смешении полидиорганосилоксана(ов) с металлосилоксаном и этоксисилоксаном в растворителе, осушении полученного раствора до остаточного содержания растворителя либо видимых признаков отверждения и последующем отверждении образующейся смеси путем ее последовательного нагревания в течение 1 часа при температуре 50°С, при 70 °C, при 100°С и далее в течение 2 часов при температуре 150°С. [021] The method for producing an elastomeric material consists in mixing polydiorganosiloxane(s) with metallosiloxane and ethoxysiloxane in a solvent, drying the resulting solution to a residual solvent content or visible signs of curing, and then curing the resulting mixture by sequentially heating it for 1 hour at a temperature of 50 ° C , at 70 °C, at 100 °C and then for 2 hours at 150 °C.

[022] Именно такой постепенный режим нагрева обуславливает равномерное испарение остаточного растворителя и выделяющихся при гидролизе и конденсации компонентов спиртов, обеспечивая тем самым воспроизводимое образование эластомерных материалов, не содержащих микродефектов, вызванных наличием остаточных количеств растворителя, и пригодных для использования в электромеханических устройствах. [022] It is this gradual heating mode that causes uniform evaporation of the residual solvent and the alcohol components released during hydrolysis and condensation, thereby ensuring the reproducible formation of elastomeric materials that do not contain microdefects caused by the presence of residual amounts of solvent and are suitable for use in electromechanical devices.

[023] В частном случае реализации изобретения, в качестве растворителя при получении диэлектрических эластомерных материалов может использоваться неполярный растворитель из группы: толуол, пентан, циклопентан, гексан, бензол, циклогексан, метилциклогексан или их смеси. [023] In a particular case of the implementation of the invention, a non-polar solvent from the group of toluene, pentane, cyclopentane, hexane, benzene, cyclohexane, methylcyclohexane, or mixtures thereof can be used as a solvent in the preparation of dielectric elastomeric materials.

[024] В частном случае реализации изобретения, стадия осушения полученного раствора до визуально определяемых признаков отверждения может проводиться при атмосферном или пониженном давлении.[024] In the particular case of the implementation of the invention, the stage of drying the resulting solution to visually determined signs of curing can be carried out at atmospheric or reduced pressure.

[025] Эластомерный материал, полученный таким способом, обладает повышенной диэлектрической проницаемостью, которая в частности может варьироваться от 3 до 100 (10 Гц). Исследование диэлектрических характеристик показало, что повышение диэлектрической проницаемости образующихся эластомерных материалов наблюдается только в присутствии этоксисилоксанов. [025] The elastomeric material obtained in this way has an increased dielectric constant, which in particular can vary from 3 to 100 (10 Hz). The study of the dielectric characteristics showed that an increase in the dielectric constant of the resulting elastomeric materials is observed only in the presence of ethoxysiloxanes.

[026] Таким образом, главными преимуществами заявляемых диэлектрических силоксановых эластомерных материалов с диэлектрической проницаемостью более 3 в отличие от силоксановых эластомерных материалов с высокой диэлектрической проницаемостью, достигаемой за счет наполнения композиций частицами с высокой диэлектрической проницаемостью или проводящими частицами, является образование силоксановых эластомерных материалов с однородным распределением частиц наполнителя – кремнезема, формируемого из этоксисилоксана, - в матрице, а также возможность регулирования диэлектрической проницаемости в широких пределах.[026] Thus, the main advantages of the inventive dielectric siloxane elastomer materials with a dielectric constant of more than 3, in contrast to siloxane elastomer materials with a high dielectric constant, achieved by filling the compositions with particles with a high dielectric constant or conductive particles, is the formation of siloxane elastomer materials with a uniform the distribution of filler particles - silica formed from ethoxysiloxane - in the matrix, as well as the ability to control the dielectric constant over a wide range.

[027] Заявляемые силоксановые эластомерные материалы с нанесенными электродами используются в электромеханических устройствах, в частности в сенсорах и/или актуаторах.[027] The inventive siloxane elastomeric materials with applied electrodes are used in electromechanical devices, in particular in sensors and/or actuators.

[028] Аналогично сенсору, заявленному в патенте CN107747957A [дата публикации 02.03.2018], представляющего собой диэлектрический эластомер из стирол-бутадиен-стирольного блок-сополимера с нанесенными с 2-х сторон электродами, состоящими из углеродных нанотрубок, и изолирующих слоев аналогичных по составу диэлектрическому эластомеру, был получен сенсор, отличающийся тем что в качестве диэлектрического эластомер был использован материал, полученной в примере 6, а в качестве изолирующего слоя сшитый полидиметилсилоксан.  Полученный сенсор выдерживает более 1000 циклов работы без изменения своих емкостных характеристик. [028] Similar to the sensor claimed in patent CN107747957A [publication date 03/02/2018], which is a dielectric elastomer made of styrene-butadiene-styrene block copolymer with electrodes deposited on 2 sides, consisting of carbon nanotubes, and insulating layers similar in composition of the dielectric elastomer, a sensor was obtained, characterized in that the material obtained in example 6 was used as the dielectric elastomer, and cross-linked polydimethylsiloxane was used as the insulating layer. The resulting sensor can withstand more than 1000 operation cycles without changing its capacitive characteristics.

[029] На основе материала, полученного в примере 6, был изготовлен актуатор, аналогичный описанному в [Pelrine, R., Kornbluh, R., Joseph, J., Heydt, R., Pei, Q., & Chiba, S. (2000). High-field deformation of elastomeric dielectrics for actuators. Materials Science and Engineering: C, 11(2), 89-100], представляющий собой заявляемый материал с нанесенными круговыми электродами, закрепленный между двумя кольцами из оргстекла. Данный актуатор способен выдерживать более 1000 рабочих циклов без изменения рабочих характеристик, при этом КПД актуатора составляет 25%.[029] Based on the material obtained in example 6, an actuator similar to that described in [Pelrine, R., Kornbluh, R., Joseph, J., Heydt, R., Pei, Q., & Chiba, S. (2000). High-field deformation of elastomeric dielectrics for actuators. Materials Science and Engineering: C, 11(2), 89-100], which is the claimed material with applied circular electrodes, fixed between two Plexiglas rings. This actuator is able to withstand more than 1000 operating cycles without changing performance, while the efficiency of the actuator is 25%.

[030] Хорошая воспроизводимость характеристик сенсора и актуатора на основе заявляемых материалов доказывает эффективность способа их получения, обеспечивающего получение структуры материала, не содержащих микродефектов в виде пузырей остаточных количеств растворителя.[030] The good reproducibility of the characteristics of the sensor and the actuator based on the claimed materials proves the effectiveness of the method for their preparation, which provides a material structure that does not contain microdefects in the form of bubbles of residual solvents.

ОСУЩЕСТВЛЕНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯIMPLEMENTATION OF THE INVENTION

[031] Изобретение иллюстрируется приведенными ниже примером сравнения 1 и примерами 2-12, отображающими сущность изобретения, но не ограничивается ими, а также поясняется графическими материалами и экспериментальными данными, представленными в Таблице №1.[031] the Invention is illustrated by the following comparative example 1 and examples 2-12, reflecting the essence of the invention, but is not limited to them, and is also illustrated by graphic materials and experimental data presented in Table No. 1.

[032] На графических материалах представлены: [032] The graphics show:

на фиг. 1 зависимости диэлектрической проницаемости от частоты для примеров 1 и 10 таблицы №1.in fig. 1 dependences of dielectric constant on frequency for examples 1 and 10 of table No. 1.

Пример 1 (пример сравнения). Example 1 (comparison example).

[033] Для получения 1,0 г эластомерного материала в качестве объекта сравнения готовят композицию, состоящую из 0,75 г полидиметилсилоксана с гидроксильными группами и 0,25 г цирконий-силоксана формулы Zr[OSi(CН=СН2)(OC2H5)2]4, в толуоле и гомогенизируют в течение примерно 1 минуты, затем полученный раствор выливают на подложку, выдерживают на воздухе при комнатной температуре до визуально определяемого отверждения композиции и испарения летучих компонентов. Затем систему в подложке прогревают в следующем температурном режиме: 1 ч при 50 °С, 1 ч при 70 °С, 1 ч при 100 °С и далее 2 ч при 150 °С, после чего охлаждают до комнатной температуры. [033] To obtain 1.0 g of an elastomeric material, a composition consisting of 0.75 g of polydimethylsiloxane with hydroxyl groups and 0.25 g of zirconium siloxane of the formula Zr[OSi(CH=CH 2 )(OC 2 H 5 ) 2 ] 4 , in toluene and homogenized for about 1 minute, then the resulting solution is poured onto a substrate, kept in air at room temperature until the composition is visually cured and volatile components evaporate. Then the system in the substrate is heated in the following temperature regime: 1 h at 50°С, 1 h at 70°С, 1 h at 100°С, and then 2 h at 150°С, after which it is cooled to room temperature.

Пример 2. Example 2

[034] Для получения 1,0 г силоксанового эластомерного материала готовят композицию, состоящую из 0,48 г полидиметилсилоксана с гидроксильными группами, 0,04 г металлосилоксана формулы [С2H5O]2Zr[OSi(C6H5)(OC2H5)2]2 и 0,48 г сверхразветвленного полиэтоксисилоксана, в толуоле, гомогенизируют в течение примерно 1 минуты, затем полученный раствор выливают на подложку, выдерживают на воздухе при комнатной температуре до визуально определяемого отверждения композиции и испарения летучих компонентов. Затем систему в подложке прогревают в следующем температурном режиме: 1 ч при 50 °С, 1 ч при 70 °С, 1 ч при 100 °С и далее 2 ч при 150 °С, после чего охлаждают до комнатной температуры. [034] To obtain 1.0 g of a siloxane elastomeric material, a composition is prepared consisting of 0.48 g of polydimethylsiloxane with hydroxyl groups, 0.04 g of a metallosiloxane of the formula [C 2 H 5 O] 2 Zr[OSi(C 6 H 5 )( OC 2 H 5 ) 2 ] 2 and 0.48 g of hyperbranched polyethoxysiloxane, in toluene, are homogenized for about 1 minute, then the resulting solution is poured onto a substrate, kept in air at room temperature until the composition is visually cured and volatile components evaporate. Then the system in the substrate is heated in the following temperature regime: 1 h at 50°C, 1 h at 70°C, 1 h at 100°C, and then 2 h at 150°C, after which it is cooled to room temperature.

Пример 3. Example 3

[035] Для получения 1,0 г эластомерного материала готовят композицию, состоящую из 0,48 г полидиметилсилоксана с гидроксильными группами, 0,04 г металлосилоксана формулы [С2H5O]2Zr[OSi(C6H5)(OC2H5)2]2 и 0,48 г сверхразветвленного полиэтоксисилоксана, в толуоле, гомогенизируют в течение примерно 1 минуты, затем полученный раствор концентрируют при остаточном давлении 77 мбар, выливают на подложку и прогревают в следующем температурном режиме: 1 ч при 50 °С, 1 ч при 70 °С, 1 ч при 100 °С и далее 2 ч при 150 °С, после чего охлаждают до комнатной температуры.[035] To obtain 1.0 g of an elastomeric material, a composition is prepared consisting of 0.48 g of polydimethylsiloxane with hydroxyl groups, 0.04 g of a metallosiloxane of the formula [C 2 H 5 O] 2 Zr[OSi(C 6 H 5 )(OC 2 H 5 ) 2 ] 2 and 0.48 g of hyperbranched polyethoxysiloxane, in toluene, are homogenized for about 1 minute, then the resulting solution is concentrated at a residual pressure of 77 mbar, poured onto a substrate and heated in the following temperature regime: 1 h at 50 ° C, 1 h at 70°C, 1 h at 100°C, and then 2 h at 150°C, after which it is cooled to room temperature.

Пример 4. Example 4

[036] Для получения 1,0 г эластомерного материала готовят композицию, состоящую из 0,50 г полидиметилсилоксана с гидроксильными группами, 0,17 г металлосилоксана формулы Fe[OSi(C6H5)(OC2H5)2]3 и 0,33 г сверхразветвленного полиэтоксисилоксана, в толуоле и проводят ее отверждение аналогично описанному в примере 2.[036] To obtain 1.0 g of an elastomeric material, a composition is prepared consisting of 0.50 g of polydimethylsiloxane with hydroxyl groups, 0.17 g of a metallosiloxane of the formula Fe[OSi(C 6 H 5 )(OC 2 H 5 ) 2 ] 3 and 0.33 g of hyperbranched polyethoxysiloxane, in toluene, and cure it in the same way as described in example 2.

Пример 5. Example 5

[037] Для получения 1,0 г эластомерного материала готовят композицию, состоящую из 0,60 г полидиметилсилоксана с гидроксильными группами, 0,20 г металлосилоксана формулы [С2H5O]3Zr[OSi(C6H5)(OC2H5)2] и 0,20 г сверхразветвленного полиэтоксисилоксана, и проводят ее отверждение аналогично описанному в примере 2.[037] To obtain 1.0 g of an elastomeric material, a composition is prepared consisting of 0.60 g of polydimethylsiloxane with hydroxyl groups, 0.20 g of a metallosiloxane of the formula [C2HfiveO]3Zr[OSi(C6Hfive)(OC2Hfive)2] and 0.20 g of hyperbranched polyethoxysiloxane, and it is cured in the same way as described in example 2.

Пример 6. Example 6

[038] Для получения 1,0 г эластомерного материала готовят композицию, состоящую из 0,50 г полидиметилсилоксана с гидроксильными группами, 0,17 г металлосилоксана формулы [С2H5O]3Zr[OSi(C6H5)(OC2H5)2] и 0,33 г сверхразветвленного полиэтоксисилоксана, и проводят ее отверждение аналогично описанному в примере 2.[038] To obtain 1.0 g of an elastomeric material, a composition is prepared consisting of 0.50 g of polydimethylsiloxane with hydroxyl groups, 0.17 g of a metallosiloxane of the formula [C2HfiveO]3Zr[OSi(C6Hfive)(OC2Hfive)2] and 0.33 g of hyperbranched polyethoxysiloxane, and it is cured in the same way as described in example 2.

Пример 7. Example 7

[039] Для получения 1,0 г эластомерного материала готовят композицию, состоящую из 0,43 г полидиметилсилоксана с гидроксильными группами, 0,14 г металлосилоксана формулы [С2H5O]3Zr[OSi(C6H5)(OC2H5)2] и 0,29 г сверхразветвленного полиэтоксисилоксана, и проводят ее отверждение аналогично описанному в примере 2.[039] To obtain 1.0 g of an elastomeric material, a composition is prepared consisting of 0.43 g of polydimethylsiloxane with hydroxyl groups, 0.14 g of a metallosiloxane of the formula [C2HfiveO]3Zr[OSi(C6Hfive)(OC2Hfive)2] and 0.29 g of hyperbranched polyethoxysiloxane, and it is cured in the same way as described in example 2.

Пример 8. Example 8

[040] Для получения 1,0 г эластомерного материала готовят композицию, состоящую из 0,42 г полидиэтилсилоксана с гидроксильными группами, 0,01г металлосилоксана формулы 2H5O]2[OSi((CH2)3OCO)CH2=C(CH3))(OCH3)2] и 0,56 г сверхразветвленного полиэтоксисилоксана, в гексане и проводят ее отверждение аналогично описанному в примере 2.[040] To obtain 1.0 g of an elastomeric material, a composition is prepared consisting of 0.42 g of polydiethylsiloxane with hydroxyl groups, 0.01 g of a metallosiloxane of the formula [FROM2HfiveO]2[OSi((CH2)3OCO)CH2=C(CH3))(OCH3)2] and 0.56 g of hyperbranched polyethoxysiloxane, in hexane and cure it in the same way as described in example 2.

Пример 9. Example 9

[041] Для получения 1,0 г эластомерного материала готовят композицию, состоящую из 0,6 г полиметилвинилсилоксана с 3-аминопропилтриэтоксисилильными группами, 0,1 г тиоэфирсодержащего металлосилоксана формулы

Figure 00000005
, 0,1г металлосилоксана формулы Zr[OSi(CН=СН2)(OC2H5)2]4 и 0,2 г сверхразветвленного полиэтоксисилоксана, в смеси бензола и толуола (равные части) и проводят ее отверждение аналогично описанному в примере 2. [041] To obtain 1.0 g of an elastomeric material, a composition is prepared consisting of 0.6 g of polymethylvinylsiloxane with 3-aminopropyltriethoxysilyl groups, 0.1 g of a thioether-containing metallosiloxane of the formula
Figure 00000005
, 0.1 g of a metallosiloxane of the formula Zr[OSi(CH=CH 2 )(OC 2 H 5 ) 2 ] 4 and 0.2 g of hyperbranched polyethoxysiloxane, in a mixture of benzene and toluene (equal parts) and it is cured similarly to that described in example 2 .

Пример 10. Example 10

[042] Для получения 1,0 г эластомерного материала готовят композицию, состоящую из 0,6 г полидиметилсилоксана с гидроксильными группами, 0,2 г металлосилоксана формулы Zr[OSi(CН=СН2)(OC2H5)2]4 и 0,2 г сверхразветвленного полиэтоксисилоксана, в толуоле и проводят ее отверждение аналогично описанному в примере 2.[042] To obtain 1.0 g of an elastomeric material, a composition is prepared consisting of 0.6 g of polydimethylsiloxane with hydroxyl groups, 0.2 g of a metallosiloxane of the formula Zr[OSi(CH=CH 2 )(OC 2 H 5 ) 2 ] 4 and 0.2 g of hyperbranched polyethoxysiloxane, in toluene, and cure it in the same way as described in example 2.

Пример 11. Example 11.

[043] Для получения 1,0 г эластомерного материала готовят композицию, состоящую из 0,33 г полидиэтилсилоксана с гидроксильными группами, 0,17 г полидиэтилсилоксана с концевыми 3-аминопропилдиэтоксисилильными группами, 0,17 г металлосилоксана формулы [СH3O]Zn[OSi((CH2)3SH)(OC2H5)2] и 0,33 г этилсиликата-40, в пентане и проводят ее отверждение аналогично описанному в примере 2.[043] To obtain 1.0 g of an elastomeric material, a composition is prepared consisting of 0.33 g of polydiethylsiloxane with hydroxyl groups, 0.17 g of polydiethylsiloxane with terminal 3-aminopropyldiethoxysilyl groups, 0.17 g of a metallosiloxane of the formula [CH 3 O]Zn[ OSi ((CH 2 ) 3 SH) (OC 2 H 5 ) 2 ] and 0.33 g of ethyl silicate-40, in pentane and cure it in the same way as described in example 2.

Пример 12.Example 12.

[044] Для получения 1,0 г эластомерного материала готовят композицию, состоящую из 0,5 г полиметилфенилсилоксана с гидроксильными группами, 0,17 г металлосилоксана формулы [С2H5O]3Zr[OSi(C6H5)(OC2H5)2] и 0,33 г этилсиликата-40, в толуоле и проводят ее отверждение аналогично описанному в примере 2. [044] To obtain 1.0 g of an elastomeric material, a composition is prepared consisting of 0.5 g of polymethylphenylsiloxane with hydroxyl groups, 0.17 g of a metallosiloxane of the formula [C 2 H 5 O] 3 Zr[OSi(C 6 H 5 )(OC 2 H 5 ) 2 ] and 0.33 g of ethyl silicate-40, in toluene, and it is cured in the same way as described in example 2.

[045] Характеристики образцов эластомерного материала, полученных по примерам 1-12, приведены в Таблице №1.[045] Characteristics of samples of elastomeric material obtained in examples 1-12, are shown in Table No. 1.

[046] Полидиорганосилоксаны, предварительно модифицированные 3-аминопропилдиэтоксисилильными группами, получают по известной методике взаимодействием каучука с концевыми гидроксильными группами и 3-аминопропилтриэтоксисилан по известной методике [RU 2669560C1, дата публикации 12.10.2018]. [046] Polydiorganosiloxanes pre-modified with 3-aminopropyldiethoxysilyl groups are obtained according to a known method by the interaction of rubber with terminal hydroxyl groups and 3-aminopropyltriethoxysilane according to a known method [RU 2669560C1, publication date 12.10.2018].

[047] Этоксисилоксан, используемый в композиции в качестве прекурсора кремнеземного наполнителя, представляет собой олиго- и полиэтоксисилоксан сверхразветвленной и линейной структуры. [047] The ethoxysiloxane used in the composition as a silica filler precursor is an oligo- and polyethoxysiloxane of a hyperbranched and linear structure.

[048] Сверхразветвленные полиэтоксисилоксаны получают по известной методике [Kazakova, V. V., Rebrov, E. A., Myakushev, V. B., Strelkova, T. V., Ozerin, A. N., Ozerina, L. A., ... & Muzafarov, A. M. (2000). From a hyperbranched polyethoxysiloxane toward molecular forms of silica: a polymer-based approach to the monitoring of silica properties]. [048] Hyperbranched polyethoxysiloxanes are obtained according to a known method [Kazakova, V. V., Rebrov, E. A., Myakushev, V. B., Strelkova, T. V., Ozerin, A. N., Ozerina, L. A., ... & Muzafarov, A. M. (2000). From a hyperbranched polyethoxysiloxane towards molecular forms of silica: a polymer-based approach to the monitoring of silica properties].

[049] В качестве этоксисилоксана линейной структуры используют коммерчески доступный этилсиликат-40. Использование такого варианта наполнения эластомерных композиций, получивший название «жидкого наполнения» [Sun, C. C., & Mark, J. E. (1989). Comparisons among the reinforcing effects provided by various silica-based fillers in a siloxane elastomer. Polymer, 30(1), 104-106], когда формирование наполнителя происходит в процессе отверждения композиции, значительно упрощает процесс получения эластомерных вулканизатов за счет возможности смешивания компонентов композиций в жидком виде и позволяет получать однородные прозрачные пленки с равномерно распределенным наполнителем. [049] Commercially available ethyl silicate-40 is used as the linear ethoxysiloxane. The use of such a filling option for elastomeric compositions, called "liquid filling" [Sun, C. C., & Mark, J. E. (1989). Comparisons among the reinforcing effects provided by various silica-based fillers in a siloxane elastomer. Polymer, 30(1), 104-106], when the formation of the filler occurs during the curing of the composition, greatly simplifies the process of obtaining elastomeric vulcanizates due to the possibility of mixing the components of the compositions in liquid form and makes it possible to obtain uniform transparent films with a uniformly distributed filler.

[050] Исследование диэлектрических характеристик показало, что повышение диэлектрической проницаемости образующихся эластомерных материалов наблюдается только в присутствии этоксисилоксанов. В качестве примера на фиг. 1 приведены зависимости диэлектрической проницаемости заявляемых эластомерных материалов от частоты для образца, полученного по примеру 10, содержащего 1 мас.ч. сверхразветвленного полиэтоксисилоксана по отношению к 3 мас. ч. полидиметилсилоксана, и сравнительного образца, полученного по примеру 1, без него.[050] A study of the dielectric characteristics showed that an increase in the dielectric constant of the resulting elastomeric materials is observed only in the presence of ethoxysiloxanes. As an example, in FIG. 1 shows the dependence of the dielectric constant of the claimed elastomeric materials on the frequency for the sample obtained in example 10, containing 1 wt.h. hyperbranched polyethoxysiloxane with respect to 3 wt. including polydimethylsiloxane, and a comparative sample obtained in example 1, without it.

[051] Предпочтительность выбора циркония в металлосилоксанах определяется тем, что в этом случае достигается большее увеличение значения диэлектрической проницаемости. [051] The preference for choosing zirconium in metallosiloxanes is determined by the fact that in this case a greater increase in the value of the dielectric constant is achieved.

[052] Так, например, при использовании титансилоксана [С3H7O]3Ti[OSi(CН=СН2)(OC2H5)2] или железосилоксана Fe[OSi(C6H5)(OC2H5)2]3 образующиеся материалы характеризуются при частоте 10 Гц значениями диэлектрической проницаемости, равными 3,1 и 4,3 соответственно (примеры 3 и 4, таблица №1), в то время как при введении цирконийсилоксана [С2H5O]3Zr[OSi(C6H5)(OC2H5)2] (пример 6, таблица №1) при прочих равных условиях относительно состава композиции диэлектрическая проницаемость составляет 28,2 при 10 Гц.[052] For example, when using titanium siloxane [C 3 H 7 O] 3 Ti[OSi(CH=CH 2 )(OC 2 H 5 ) 2 ] or iron siloxane Fe[OSi(C 6 H 5 )(OC 2 H 5 ) 2 ] 3 the resulting materials are characterized at a frequency of 10 Hz by dielectric constant values of 3.1 and 4.3, respectively (examples 3 and 4, table No. 1), while with the introduction of zirconium siloxane [C 2 H 5 O] 3 Zr[OSi(C 6 H 5 )(OC 2 H 5 ) 2 ] (example 6, table No. 1) other things being equal relative to the composition of the composition, the dielectric constant is 28.2 at 10 Hz.

[053] При этом эффективным способом регулирования диэлектрических свойств эластомеров является изменение соотношения полидиметилсилоксана(ов) и этоксисилоксана от 3:1 до 3:4 мас. ч. соответственно. Так, диэлектрическая проницаемость при 10 Гц эластомерной композиции на основе функционального металлосилоксана формулы [С2H5O]3Zr[OSi(C6H5)(OC2H5)2] увеличивается с 3,2 до 28,2 при увеличении количества сверхразветвленного полиэтоксисилоксана с 1 до 2 мас.ч. на 3 мас.ч. полидиметилсилоксана (примеры 5 и 6 соответственно, таблица №1). При этом увеличение количества цирконийсилоксана с 1 до 2 мас.ч. по отношению к 3 мас. ч. полидиметилсилоксана приводит к снижению диэлектрической проницаемости с 28,2 до 13,2 (примеры 6 и 7 соответственно, таблица №1).[053] In this case, an effective way to control the dielectric properties of elastomers is to change the ratio of polydimethylsiloxane(s) and ethoxysiloxane from 3:1 to 3:4 wt. hours, respectively. Thus, the permittivity at 10 Hz of an elastomeric composition based on a functional metallosiloxane of the formula [C 2 H 5 O] 3 Zr[OSi(C 6 H 5 )(OC 2 H 5 ) 2 ] increases from 3.2 to 28.2 with increasing the amount of hyperbranched polyethoxysiloxane from 1 to 2 wt.h. 3 wt.h. polydimethylsiloxane (examples 5 and 6, respectively, table No. 1). The increase in the amount of zirconium siloxane from 1 to 2 wt.h. in relation to 3 wt. including polydimethylsiloxane leads to a decrease in the dielectric constant from 28.2 to 13.2 (examples 6 and 7, respectively, table No. 1).

[054] Эластомерный материал, полученный заявляемым способом обладает повышенной диэлектрической проницаемостью, которая в частности может варьироваться от 3 до 100 (при 10 Гц). Исследование диэлектрических характеристик показало, что повышение диэлектрической проницаемости образующихся эластомерных материалов наблюдается только в присутствии этоксисилоксанов. [054] The elastomeric material obtained by the claimed method has an increased dielectric constant, which in particular can vary from 3 to 100 (at 10 Hz). The study of the dielectric characteristics showed that an increase in the dielectric constant of the resulting elastomeric materials is observed only in the presence of ethoxysiloxanes.

Сенсор на основе диэлектрического эластомерного материала.Sensor based on dielectric elastomer material.

[055] Диэлектрический эластомерный материал, полученный в примере 6, толщиной 40 мкм с нанесенными с 2-х сторон электродами, и изолирующими слоями на основе полидиметилсилоксана.  [055] Dielectric elastomeric material obtained in example 6, 40 μm thick with electrodes deposited on 2 sides, and insulating layers based on polydimethylsiloxane.

Актуатор на основе диэлектрического эластомерного материала.Actuator based on dielectric elastomer material.

[056] Предрастянутый на 17% диэлектрический эластомерный материал, полученный в примере 6, толщиной 40 мкм, с нанесенными с нанесенными круговыми электродами, закрепленный между двумя кольцами из оргстекла с внутренним диаметром 50 мм и внешним – 70 мм. [056] The 17% pre-stretched dielectric elastomer material prepared in Example 6, 40 µm thick, coated with applied circular electrodes, is fixed between two Plexiglas rings with an inner diameter of 50 mm and an outer diameter of 70 mm.

Таблица 1 Характеристики образцов эластомерного материала, полученных по примерам 1-12 Table 1 Characteristics of samples of elastomeric material obtained according to examples 1-12

№ п/пNo. p / p Формула металлосилоксана(ов) (МС)Formula of metallosiloxane(s) (MS) R1,R2 R1 , R2 ЭтоксисилоксанEthoxysiloxane Состав композиций, мас.ч.The composition of the compositions, wt.h. Диэлектрическая проницаемость/
частота, Гц
The dielectric constant/
frequency Hz
Предельная деформация при растяжении, %Ultimate tensile strain, %
МСMS ПДОС1/
ПДОС2**
EAP 1 /
PDOS 2**
ЭтоксисилоксанEthoxysiloxane
1*one* Zr[OSi(CН=СН2)(OC2H5)2]4 Zr[OSi(CH=CH 2 )(OC 2 H 5 ) 2 ] 4 CH3/CH3 CH3 / CH3 -- 1one 3/03/0 -- 2,5/102.5/10 271271 22 2H5O]2Zr[OSi(C6H5)(OC2H5)2]2 [C 2 H 5 O] 2 Zr[OSi(C 6 H 5 )(OC 2 H 5 ) 2 ] 2 CH3/CH3 CH3 / CH3 СР ПЭОС*** SR PEOS *** 0,20.2 3/03/0 33 5,4/105.4/10 189189 33 3H7O]3Ti[OSi(CН=СН2)(OC2H5)2]3 H 7 O] 3 Ti [OSi (CH \u003d CH 2 ) (OC 2 H 5 ) 2 ] CH3/CH3 CH3 / CH3 СР ПЭОСSR PEOS 1one 3/03/0 22 3,1/103.1/10 9191 44 Fe[OSi(C6H5)(OC2H5)2]3 Fe[OSi(C 6 H 5 )(OC 2 H 5 ) 2 ] 3 CH3/CH3 CH3 / CH3 СР ПЭОСSR PEOS 1one 3/03/0 22 4,3/104.3/10 2121 5five 2H5O]3Zr[OSi(C6H5)(OC2H5)2][C 2 H 5 O] 3 Zr[OSi(C 6 H 5 )(OC 2 H 5 ) 2 ] CH3/CH3 CH3 / CH3 СР ПЭОСSR PEOS 1one 3/03/0 1one 3,2/103.2/10 215215 66 2H5O]3Zr[OSi(C6H5)(OC2H5)2][C 2 H 5 O] 3 Zr[OSi(C 6 H 5 )(OC 2 H 5 ) 2 ] CH3/CH3 CH3 / CH3 СР ПЭОСSR PEOS 1one 3/03/0 22 28,2/1028.2/10 1616 77 2H5O]3Zr[OSi(C6H5)(OC2H5)2][C 2 H 5 O] 3 Zr[OSi(C 6 H 5 )(OC 2 H 5 ) 2 ] CH3/CH3 CH3 / CH3 СР ПЭОСSR PEOS 22 3/03/0 22 13,2/1013.2/10 33 88 2H5O]2[OSi((CH2)3OCO)CH2=C(CH3))(OCH3)2]2 H 5 O] 2 [OSi((CH 2 ) 3 OCO)CH 2 =C(CH 3 ))(OCH 3 ) 2 ] C2H5/C2H5 C2H5 / C2H5 _ СР ПЭОСSR PEOS 0,10.1 3/03/0 44 99,7/1099.7/10 1010 9nine

Figure 00000006
и Zr[OSi(CН=СН2)(OC2H5)2]4
Figure 00000006
and Zr[OSi(CH=CH 2 )(OC 2 H 5 ) 2 ] 4 CH3/
2=СH
CH 3 /
CH 2 \u003d CH
СР ПЭОСSR PEOS 0,5/0,50.5/0.5 0/30/3 1one 4,2/104.2/10 120120 1010 Zr[OSi(CН=СН2)(OC2H5)2]4 Zr[OSi(CH=CH 2 )(OC 2 H 5 ) 2 ] 4 CH3/CH3 CH3 / CH3 СР ПЭОСSR PEOS 1one 3/03/0 1one 4,4/104.4/10 1919 11eleven [СH3O]Zn[OSi((CH2)3SH)(OC2H5)2][СH 3 O]Zn[OSi((CH 2 ) 3 SH)(OC 2 H 5 ) 2 ] C2H5/C2H5 C2H5 / C2H5 _ Этилсиликат - 40Ethyl silicate - 40 1one 2/12/1 22 6,5/106.5/10 9090 1212 2H5O]3Zr[OSi(C6H5)(OC2H5)2][C 2 H 5 O] 3 Zr[OSi(C 6 H 5 )(OC 2 H 5 ) 2 ] CH3/C6H5 CH 3 /C 6 H 5 Этилсиликат - 40Ethyl silicate - 40 1one 3/03/0 22 7,0/107.0/10 8080

* Пример сравнения * Comparison example

**ПДОС1 и ПДОС2 обозначают полидиорганосилоксан с концевыми гидроксильными и 3-аминопропилсилильными группами соответственно. ** PDOS 1 and PDOS 2 denote polydiorganosiloxane with terminal hydroxyl and 3-aminopropylsilyl groups, respectively.

*** СР ПЭОС обозначает сверхразветвленный полиэтоксисилоксан *** CP PEOS stands for hyperbranched polyethoxysiloxane

Claims (32)

1. Полисилоксановая композиция для получения эластомерных материалов, включающая: 1. Polysiloxane composition for obtaining elastomeric materials, including: - полидиорганосилоксан с концевыми гидроксильными группами и/или его аналог с концевыми 3-аминопропилдиэтоксисилильными группами общей формулы: - polydiorganosiloxane with terminal hydroxyl groups and / or its analogue with terminal 3-aminopropyldiethoxysilyl groups of the general formula:
Figure 00000007
,
Figure 00000007
,
где Х представляет собой атом водорода, -Si(OC2H5)2(CH3)2NH2,where X is a hydrogen atom, -Si(OC 2 H 5 ) 2 (CH 3 ) 2 NH 2 , R1 означает CH3-, C2H5- или C6H5-, R 1 means CH 3 -, C 2 H 5 - or C 6 H 5 -, R2 означает CH3-CH2=CH- или C2H5-,R 2 means CH 3 -CH 2 =CH- or C 2 H 5 -, - один или несколько функциональных металлосилоксанов общей формулы: - one or more functional metallosiloxanes of the general formula:
Figure 00000008
,
Figure 00000008
,
где M – двух-, трех- или четырехвалентный металл, выбранный из Zn, Zr, Ti и Fe (III),where M is a two-, three- or four-valent metal selected from Zn, Zr, Ti and Fe (III), p+m соответствует валентности металла при условии, что p≠m, p+m corresponds to the valency of the metal provided that p≠m, где m равно 1, 2, 3 или 4,where m is 1, 2, 3 or 4, R и Alk независимо друг от друга представляют собой С14 - алкилы,R and Alk, independently of each other, are C 1 -C 4 - alkyls, R’ представляет собой C6H5-, CH2=CH-, SH(CH2)3-, CH2=CHC(O)O(CH2)3-, CH2=C(CH3)C(O)O(CH2)3-,R' is C 6 H 5 -, CH 2 =CH-, SH(CH 2 ) 3 -, CH 2 =CHC(O)O(CH 2 ) 3 -, CH 2 =C(CH 3 )C(O )O(CH 2 ) 3 -,
Figure 00000009
или
Figure 00000010
,
Figure 00000009
or
Figure 00000010
,
- этоксисилоксан, - ethoxysiloxane, причем массовое соотношение полидиорганосилоксана(ов) и функционального(ых) металлосилоксанов составляет от 3:0,1 до 3:2, а полидиорганосилоксана(ов) и этоксисилоксана от 3:1 до 3:4 мас.ч. соответственно.moreover, the mass ratio of polydiorganosiloxane(s) and functional(s) metallosiloxanes is from 3:0.1 to 3:2, and polydiorganosiloxane(s) and ethoxysiloxane is from 3:1 to 3:4 wt.h. respectively. 2. Полисилоксановая композиция по п. 1, в которой М - цирконий или титан, наиболее предпочтительно цирконий.2. The polysiloxane composition of claim 1 wherein M is zirconium or titanium, most preferably zirconium. 3. Способ получения эластомерного материала, включающий следующие стадии: 3. A method for producing an elastomeric material, including the following steps: а) приготовление полисилоксановой композиции по п. 1 смешением полидиорганосилоксана(ов) с металлосилоксаном и этоксисилоксаном; a) preparing a polysiloxane composition according to claim 1 by mixing polydiorganosiloxane(s) with metallosiloxane and ethoxysiloxane; б) смешение с растворителем полученной на стадии а) полисилоксановой композиции с образованием раствора полисилоксановой композиции; b) mixing with the solvent obtained in stage a) polysiloxane composition with the formation of a solution of the polysiloxane composition; в) осушение образовавшегося на стадии б) раствора полисилоксановой композиции до визуально определяемых признаков отверждения; c) drying the solution of the polysiloxane composition formed in step b) to visually detectable signs of curing; г) нагревание осушенного раствора полисилоксановой композиции, образовавшегося на стадии в), где нагревание проводят последовательно в течение 1 часа при температуре 50°С, 1 часа при температуре 70°C, 1 часа при температуре 100°С и далее в течение 2 часов при температуре 150°С с получением эластомерного материала. d) heating the dried solution of the polysiloxane composition formed in step c), where heating is carried out sequentially for 1 hour at a temperature of 50°C, 1 hour at a temperature of 70°C, 1 hour at a temperature of 100°C and then for 2 hours at temperature of 150°C to obtain an elastomeric material. 4. Способ получения по п. 3, в котором в качестве растворителя используют неполярный растворитель.4. The method of obtaining according to p. 3, in which a non-polar solvent is used as a solvent. 5. Способ получения по п. 4, в котором в качестве неполярного растворителя используют толуол, пентан, циклопентан, гексан, бензол, циклогексан, метилциклогексан, гептан, ксилол или их смеси. 5. The preparation method according to claim 4, wherein toluene, pentane, cyclopentane, hexane, benzene, cyclohexane, methylcyclohexane, heptane, xylene, or mixtures thereof are used as the non-polar solvent. 6. Способ получения по п. 3, в котором осушение проводили при атмосферном давлении.6. The production method according to claim 3, wherein the drying was carried out at atmospheric pressure. 7. Способ получения по п. 3, в котором осушение проводят при пониженном давлении.7. The production method according to claim 3, wherein the drying is carried out under reduced pressure. 8. Эластомерный материал, полученный по пп. 3-7, имеющий диэлектрическую проницаемость более 3 (10 Гц).8. Elastomeric material obtained according to paragraphs. 3-7, having a dielectric constant of more than 3 (10 Hz). 9. Применение эластомерного материала по п. 8 в электромеханических устройствах. 9. The use of an elastomeric material according to claim 8 in electromechanical devices. 10. Применение эластомерного материала по п. 9 в электромеханических устройствах с нанесенными электродами.10. The use of an elastomeric material according to claim 9 in electromechanical devices with coated electrodes. 11. Применение эластомерного материала по п. 10 в электромеханических устройствах, представляющих собой сенсоры и/или актуаторы.11. The use of an elastomeric material according to claim 10 in electromechanical devices that are sensors and / or actuators. 12. Способ регулирования диэлектрических свойств эластомерного материала, полученного по пп. 3-7, путем изменения соотношения концентрации полидиорганосилоксана(ов) и этоксисилоксана.12. Method for regulating the dielectric properties of the elastomeric material obtained according to paragraphs. 3-7 by changing the concentration ratio of polydiorganosiloxane(s) and ethoxysiloxane. 13. Способ регулирования диэлектрических свойств эластомерного материала, полученного по п. 12, путем изменения соотношения концентрации полидиорганосилоксана(ов) и этоксисилоксана от 3:1 до 3:4 мас.ч. соответственно. 13. A method for controlling the dielectric properties of the elastomeric material obtained according to claim 12 by changing the concentration ratio of polydiorganosiloxane(s) and ethoxysiloxane from 3:1 to 3:4 wt.h. respectively.
RU2020141201A 2020-12-15 2020-12-15 Polysiloxane compositions and elastomeric materials with high dielectric permeability based thereon RU2767650C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2020141201A RU2767650C1 (en) 2020-12-15 2020-12-15 Polysiloxane compositions and elastomeric materials with high dielectric permeability based thereon

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2020141201A RU2767650C1 (en) 2020-12-15 2020-12-15 Polysiloxane compositions and elastomeric materials with high dielectric permeability based thereon

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2767650C1 true RU2767650C1 (en) 2022-03-18

Family

ID=80737273

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2020141201A RU2767650C1 (en) 2020-12-15 2020-12-15 Polysiloxane compositions and elastomeric materials with high dielectric permeability based thereon

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2767650C1 (en)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2296767C1 (en) * 2005-12-29 2007-04-10 Институт синтетических полимерных материалов (ИСПМ) им. Н.С. Ениколопова РАН Functional metallosiloxanes and method for their preparing
RU2356117C2 (en) * 2007-06-20 2009-05-20 Федеральное государственное унитарное предприятие "Всероссийский научно-исследовательский институт авиационных материалов" (ФГУП "ВИАМ") Low-viscosity siloxane composition
CN106633891A (en) * 2016-10-21 2017-05-10 四川大学 Silicon rubber based porous dielectric elastomer composite material and preparation method thereof
RU2649392C2 (en) * 2014-04-11 2018-04-03 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт синтетических полимерных материалов им. Н.С. Ениколопова Российской академии наук (ИСПМ РАН) Functional metallosiloxanes, products of their partial hydrolysis and their application
CN110358309B (en) * 2018-04-11 2020-09-11 北京化工大学 Silica gel/carbon nano tube dielectric elastomer composite material and preparation method thereof

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2296767C1 (en) * 2005-12-29 2007-04-10 Институт синтетических полимерных материалов (ИСПМ) им. Н.С. Ениколопова РАН Functional metallosiloxanes and method for their preparing
RU2356117C2 (en) * 2007-06-20 2009-05-20 Федеральное государственное унитарное предприятие "Всероссийский научно-исследовательский институт авиационных материалов" (ФГУП "ВИАМ") Low-viscosity siloxane composition
RU2649392C2 (en) * 2014-04-11 2018-04-03 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт синтетических полимерных материалов им. Н.С. Ениколопова Российской академии наук (ИСПМ РАН) Functional metallosiloxanes, products of their partial hydrolysis and their application
CN106633891A (en) * 2016-10-21 2017-05-10 四川大学 Silicon rubber based porous dielectric elastomer composite material and preparation method thereof
CN110358309B (en) * 2018-04-11 2020-09-11 北京化工大学 Silica gel/carbon nano tube dielectric elastomer composite material and preparation method thereof

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101413237B1 (en) Elastomer with high dielectric properties and fabrication method therof
Bele et al. Polydimethylsiloxane–barium titanate composites: Preparation and evaluation of the morphology, moisture, thermal, mechanical and dielectric behavior
Yang et al. Improved electromechanical properties of NBR dielectric composites by poly (dopamine) and silane surface functionalized TiO 2 nanoparticles
Zhang et al. High-dielectric-permittivity silicone rubbers incorporated with polydopamine-modified ceramics and their potential application as dielectric elastomer generator
Yang et al. A mussel-like inspired modification of BaTiO3 nanopartciles using catechol/polyamine co-deposition and silane grafting for high-performance dielectric elastomer composites
Bele et al. Silicone–barium titanate composites with increased electromechanical sensitivity. The effects of the filler morphology
Tian et al. Separated-structured all-organic dielectric elastomer with large actuation strain under ultra-low voltage and high mechanical strength
Tiwari et al. A rapid low temperature self-healable polymeric composite for flexible electronic devices
TW201124452A (en) Silicone rubber composition
Liu et al. Tailoring dielectric properties of polymer composites by controlling alignment of carbon nanotubes
Ştiubianu et al. Dielectric elastomers based on silicones filled with transitional metal complexes
Bele et al. Ceramic nanotubes-based elastomer composites for applications in electromechanical transducers
KR20140043883A (en) Dielectric polymers with elevated permittivity, process for preparation thereof and end uses thereof
Gale et al. Compatibilization of porphyrins for use as high permittivity fillers in low voltage actuating silicone dielectric elastomers
US11326082B2 (en) Self-welding high dielectric silicone rubber composition and self-welding high dielectric tape
Racles et al. Highly stretchable composites from PDMS and polyazomethine fine particles
RU2767650C1 (en) Polysiloxane compositions and elastomeric materials with high dielectric permeability based thereon
CA1051587A (en) Low temperature reversion resistant organosilicon polymers
CN117158132A (en) Piezoelectric composite with coated piezoelectric filler
Skov et al. Influence of micro-and nanofillers on electro-mechanical performance of silicone EAPs
Zhou et al. Nanocomposite of polyrotaxane derivative and graphene with increased dielectric constant
Liu et al. A dipolar silicone dielectric elastomer and its composite with barium titanate nanoparticles
Wu et al. Enhanced dielectric properties of all-organic acrylic resin elastomer-based composite with doped polyaniline
Kamarudin et al. Hardness and water absorption properties of silicone rubber based composites for high voltage insulator applications
Wang et al. Improved electro-actuated property of polydimethylsiloxane-based dielectric elastomer by designing a Bi-network structure