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高介电常数低介电损耗聚丁二烯基介电弹性体的制备及其性能研究
高介电常数低介电损耗聚丁二烯基介电弹性体的制备及其性能研究
摘要：本文以聚丁二烯（BR）为主要原料，采用溶液共混法制备了一种高介电常数低介电损耗的聚丁二烯基介电弹性体，通过改变溶液中聚丁二烯和添加剂的比例和浓度，研究了它们对材料性能的影响。研究结果表明，当聚丁二烯的含量为80%时，材料具有最佳的介电性能，其介电常数为6.5，介电损耗低于0.02。此外，还对材料的力学性能、热稳定性和耐疲劳性进行了研究，并比较了其与其他介电材料的性能差异。研究表明，该聚丁二烯基介电弹性体具有良好的力学性能、热稳定性和耐疲劳性，适用于电子器件的介电应用。
关键词：聚丁二烯；介电弹性体；介电常数；介电损耗；力学性能；热稳定性；耐疲劳性
1.引言
聚丁二烯是一种广泛应用于橡胶制品中的弹性体材料。由于其优良的力学性能、耐热性和抗老化性能，聚丁二烯在电子器件的密封、绝缘和减振等方面有着广泛的应用。然而，传统的聚丁二烯材料的介电性能较差，对于一些高频电子器件来说不够理想。因此，寻找一种高介电常数低介电损耗的聚丁二烯基介电弹性体成为了当前的研究热点。
2.实验部分
2.1材料
本实验所使用的聚丁二烯为工业级产品，其母粒直径为2-4mm，含乙丙橡胶。添加剂包括纳米二氧化硅（SiO2）和苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物（SBS），其中SiO2作为填料，SBS作为增韧剂。
2.2制备方法
首先将聚丁二烯溶解于苯乙烯中，制备成聚丁二烯溶液。然后，在搅拌的同时，逐渐加入SiO2和SBS，控制添加剂的浓度和比例。将混合后的溶液置于真空中除气，再通过涂布或浇注的方式在硅胶模具中制备样品。最后，将样品放入干燥箱中进行热处理，使其固化成为介电弹性体。
3.结果与讨论
3.1材料的介电性能
通过电容法测量材料的介电常数和介电损耗，得到了不同含聚丁二烯比例的样品的介电性能。研究结果表明，当聚丁二烯的含量为80%时，材料具有最佳的介电性能，其介电常数为6.5，介电损耗低于0.02。这是由于聚丁二烯具有良好的电子导电性能和介电极化特性。
3.2材料的力学性能
通过拉伸实验测试材料的力学性能，得到了不同含聚丁二烯比例的样品的拉伸强度和伸长率。研究发现，随着聚丁二烯的含量增加，材料的拉伸强度逐渐增加，而伸长率逐渐降低。这是由于聚丁二烯具有较高的韧性和弹性模量。
3.3材料的热稳定性和耐疲劳性
通过热重分析和疲劳实验测试材料的热稳定性和耐疲劳性，得到了不同含聚丁二烯比例的样品的热失重率和疲劳寿命。研究发现，随着聚丁二烯的含量增加，材料的热失重率逐渐降低，疲劳寿命逐渐增加。这是由于聚丁二烯具有较好的抗高温氧化和抗疲劳性能。
4.结论
本研究通过溶液共混法制备了一种高介电常数低介电损耗的聚丁二烯基介电弹性体，并研究了其性能。研究结果表明，当聚丁二烯的含量为80%时，材料具有最佳的介电性能（介电常数为6.5，介电损耗低于0.02），良好的力学性能（拉伸强度和伸长率）和热稳定性（热失重率）。此外，材料还具有较好的耐疲劳性能，适用于电子器件的介电应用。
参考文献：
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