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人造树脂应力应变曲线

发布时间:2024-09-22 03:45:42

Ⅰ 人造肌肉反复实验

自1992年,斯坦福研究院(SRI INTERNATIONAL)在Ron Pelrine的领导下,开始参与日本微型机器计划,研究人造肌肉技术。作为一名物理学家转行的机械工程师,他们被日本官方委托寻找一种新型的微致动器材料,要求其在力学、冲程和应变方面与自然肌肉相似。


在探索过程中,SRI团队考察了众多可能的活化技术,最终选择了一种由Jerry Scheinbeim在路特葛斯大学研究的电致伸缩聚合物。这种聚合物中的碳氢分子以半晶体排列,具有压电性质。当处于电场中,绝缘塑料如聚亚安酯会在电场方向收缩,垂直方向膨胀,这种现象被称为麦克斯韦应力,尽管早有认识,但一度被视为困扰。


工程师们发现,通过使用更软的硅树脂,他们能够实现更大的机械应变,初始应变可达10-15%,甚至可以提高到20-30%。这些材料被命名为电绝缘橡胶,成为电场活化聚合物。研究团队在90年代专注于研发这类材料在具体设备中的应用,得到了美国国防高级研究计划局和海军研究中心的支持,目标是将其用于军事目的,如小型侦察机器人和轻型发电机。


在面临电极膨胀问题时,他们发明了屈从电极,通过在橡胶矩阵中填充碳粒,电极和塑料一起膨胀,保持电场稳定。这项创新成为人造肌肉技术的关键专利之一。Pelrine展示了一个15厘米见方的实验装置,其塑料包夹在电极作用下可以明显膨胀,展示了聚合物材料的高延展性。


尽管面临性能挑战,SRI小组在1999年取得了一系列突破,特别是通过预拉伸聚合物,性能得到显著提升。电活化应变的提高与预拉伸材料的分子链定位有关,这使得材料在特定方向上变得更硬。他们发现一种名为聚丙烯酸橡胶的材料,其线性应变高达380%,这为实际应用提供了重大突破。


(1)人造树脂应力应变曲线扩展阅读

人造肌肉的研究开始于20世纪40年代,但真正取得进展则是最近10余年的事,这是由于近年来特殊聚合体材料和智能材料的诞生,为人造肌肉的研究提供了新的发展契机,那些新材料往往具有一些不同凡响的本领,一些材料可以根据电流变化呈现出各种复杂的状态,例如,弯曲、延伸、扭动和收缩等,并且它们的行为非常接近真正的肌肉纤维。开发人造肌肉不仅对医学具有重大意义,而且对机器人技术的发展也至关重要。

Ⅱ 树脂是做什么用的

树脂是制造塑料的主要原料,也用来制涂料、黏合剂、绝缘材料等,合成树脂在工业生产中,被广泛应用于液体中杂质的分离和纯化,有大孔吸附树脂、离子交换树脂、以及一些专用树脂。

树脂通常是指受热后有软化或熔融范围,软化时在外力作用下有流动倾向,常温下是固态、半固态,有时也可以是液态的有机聚合物。

树脂定义

相对分子量不确定但通常较高,常温下呈固态、中固态、假固态,有时也可以是液态的有机物质。具有软化或熔融温度范围,在外力作用下有流动倾向,破裂时常呈贝壳状。

广义上是指用作塑料基材的聚合物或预聚物。一般不溶于水,能溶于有机溶剂。按来源可分为天然树脂和合成树脂;按其加工行为不同的特点又有热塑性树脂和热固性树脂之分。

(2)人造树脂应力应变曲线扩展阅读:

树脂分类

1、按来源

树脂有天然树脂和合成树脂之分。天然树脂是指由自然界中动植物分泌物所得的无定形有机物质,如松香、琥珀、虫胶等。

合成树脂是指由简单有机物经化学合成或某些天然产物经化学反应而得到的树脂产物,如酚醛树脂、聚氯乙烯树脂等,其中合成树脂是塑料的主要成分。

2、按合成反应

按此方法可将树脂分为加聚物和缩聚物。加聚物是指由加成聚合反应制得的聚合物,其链节结构的化学式与单体的分子式相同,如聚乙烯、聚苯乙烯、聚四氟乙烯等。

缩聚物是指由缩合聚合反应制得的聚合物,其结构单元的化学式与单体的分子式不同,如酚醛树脂、聚酯树脂、聚酰胺树脂等。

3、按分子主链组成

按此方法可将树脂分为碳链聚合物、杂链聚合物和元素有机聚合物。

碳链聚合物是指主链全由碳原子构成的聚合物,如聚乙烯、聚苯乙烯等。

杂链聚合物是指主链由碳和氧、氮、硫等两种以上元素的原子所构成的聚合物,如聚甲醛、聚酰胺、聚砜、聚醚等。

元素有机聚合物是指主链上不一定含有碳原子,主要由硅、氧、铝、钛、硼、硫、磷等元素的原子构成,如有机硅。

4、按性质

热固性树脂(玻璃钢一般用这类树脂):不饱和聚酯/乙烯基酯/环氧/酚醛/双马来酰亚胺(BMI)/聚酰亚胺树脂等。

热塑性树脂:聚丙烯(PP)/聚碳酸酯(PC)/尼龙(NYLON)/聚醚醚酮(PEEK)/聚醚砜(PES)等。

Ⅲ 环氧树脂抗拉强度和抗压强度有差别吗

有差别。
抗拉强度是在拉力作用下的应力值,抗压强度是在压力作用下的应力值。两者的作用不一样。
环氧树脂是一类重要的热固性塑料,广泛用于黏合剂,涂料等用途。又称作人工树脂、人造树脂、树脂胶等。

Ⅳ 请问有些产品中使用到树脂材料,那树脂是什么

树脂通常是指受热后有软化或熔融范围,软化时在外力作用下有流动倾向,常温下是固态、半固态,有时也可以是液态的有机聚合物。广义地讲,可以作为塑料制品加工原料的任何聚合物都称为树脂。
树脂有天然树脂和合成树脂之分。天然树脂是指由自然界中动植物分泌物所得的无定形有机物质,如松香、琥珀、虫胶等。合成树脂是指由简单有机物经化学合成或某些天然产物经化学反应而得到的树脂产物。

树脂的分类
树脂的分类方法很多,除按树脂来源可将其分为天然树脂和合成树脂外,还可按合成反应和主链组成来进行分类。
1、按树脂合成反应分类
按此方法可将树脂分为加聚物和缩聚物。加聚物是指由加成聚合反应制得的聚合物,其链节结构的化学式与单体的分子式相同,如聚乙烯、聚苯乙烯、聚四氟乙烯等。
缩聚物是指由缩合聚合反应制得的聚合物,其结构单元的化学式与单体的分子式不同,如酚醛树脂、聚酯树脂、聚酰胺树脂等。
2、按树脂分子主链组成分类
按此方法可将树脂分为碳链聚合物、杂链聚合物和元素有机聚合物。
碳链聚合物是指主链全由碳原子构成的聚合物,如聚乙烯、聚苯乙烯等。
杂链聚合物是指主链由碳和氧、氮、硫等两种以上元素的原子所构成的聚合物,如聚甲醛、聚酰胺、聚砜、聚醚等。
素有机聚合物是指主链上不一定含有碳原子,主要由硅、氧、铝、钛、硼、硫、磷等元素的原子构成,如有机硅。

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