光热驱动器用聚二甲基硅氧烷-炭黑纳米复合材料的研究进展与表征

ty10086 提交于 周三, 08/25/2021 - 16:28
文章英文标题
PROGRESSION AND CHARACTERIZATION OF POLYDIMETHYLSILOXANE-CARBON BLACK NANOCOMPOSITES FOR PHOTOTHERMAL ACTUATOR APPLICATIONS
正文
聚合物基驱动器的新发展引发了纳米复合材料的进步。聚合物材料目前被用于传感器、微流控装置、电气和热执行器以及能量收集应用,因为其易得性、优良的可容忍性和可定制性。聚合物基纳米复合材料可以受到各种刺激的驱动,这是执行器的新兴领域。因此,光热驱动是通过高分子材料将光能转化为机械能的研究领域。通过将纳米粒子掺入聚合物中,可以制备光响应材料并进行光响应测试。本工作重点发展聚二甲基硅氧烷( PDMS )和炭黑( CB )纳米复合材料。这里的目的是通过对红外( IR )光源进行照明,研究其最有影响的特性,如吸光度、热导率、热膨胀系数等,来考察光热执行器的性能。PDMS / CB纳米复合材料吸收红外光后升温,最终转变为光束偏转。利用激光位移传感器测量了时间偏转引起的响应。值得注意的是,在光照过程中,纳米复合光束的偏转量线性增大,而在关断光照时,偏转量呈指数减小。所提出的聚合物纳米复合材料在16 s的持续时间内近似偏转9 mm。此外,光热驱动器的实验挠度与理论结果非常接近。纳米复合材料PDMS / CB揭示了填料含量的增加使吸光度增加。纳米复合材料的电导率比基材高35.2 %。同时,热膨胀系数随着炭黑含量的增加而减小。光热作动器的发展是一个不断进行的过程,在这个过程中,材料参数、作动器几何,以及更多的修改。因此,所进行的光热弯曲可以为各种光驱动的应用提供手段。
文章内容(英文)
The new development of polymer-based actuators triggers the progress of nanocomposites. Polymer materials are currently used in sensors, microfluidic devices, electrical and thermal actuators, and energy harvesting applications due to ease of availability, excellent tolerable properties, and customizable properties. The polymer-based nanocomposite can be driven by various stimuli, which is the actuator's emerging field. Thus, photothermal actuation is a thurst area of research transforming light energy into mechanical energy through the polymer material. The photo-responsive material can be prepared and tested for photo-actuation by incorporating the nanoparticles into the polymer. The present work focuses on developing polydimethylsiloxane (PDMS) and carbon black (CB) nanocomposite. The objective here is to investigate the photothermal actuator's performance by illuminating the infrared (IR) light source and studying its most influential characteristics, such as absorbance, thermal conductivity, and the thermal expansion coefficient.The PDMS / CB nanocomposite absorbs the IR light and then increases temperature, which is finally transformed into a beam deflection. Responses are measured as a result of time deflection using the Laser displacement sensor. It is noted that the deflection of the nanocomposite beam is linearly increased during illumination with light while it is exponentially decreasing when the light is turned off. The proposed polymer nanocomposite is approximately deflected by 9 mm in the duration of 16 s duration. Furthermore, the experimental deflection of the photothermal actuator is very close to theoretical results. The nanocomposite PDMS / CB reveals that there is an increase in absorbance by increasing the filler content. The nanocomposite conductivity is 35.2% higher than the base material. As well, the thermal expansion coefficient decreases with an increase in carbon black content. The photothermal actuator's development is an ongoing process in which the material parameter, actuator geometry, and many more are modified. As a result, the photothermal bending performed can provide a means for various light-driven applications.
来源出处
Journal|[J]Sensors and Actuators A: Physical2020. PP 112522-
DOI
https://doi.org/10.1016/J.SNA.2020.112522

PDMS臻品推荐

PDMS-微流控基质材料-PDMS/道康宁SYLGARD184-聚二甲基硅氧烷/0.5KG(组)

产品说明书PDF自助在线看:http://www.pdmshub.com/sih

信息更新:

美国总工厂生产的0.5KG原始包装的PDMS延期至2021年9月16日后才能交货,默认我们将发国内库存的进口分装产品(02085925-0.5KG);另受制于有机硅大幅涨价潮影响,2021年9月1日后将上调销售价格,另行通知。Dow Corning=道康宁=Dow SiL=陶氏,都是同一家公司。 2021.09.01更新

美国总工厂生产的0.5KG包装的PDMS恢复正常进口,合法正规,质量金标准,欢迎订购使用。并承诺从我司购买的皆为原厂包装,100%未开封,附带技术手册,非国产灌装仿制、非分装、非仿冒外包装产品,可以放心使用。大量订购更有优惠。2021.04.01更新

备注:由于dowsil与道康宁公司合并,美国总工厂生产的PDMS,价格涨幅高达1倍之多,因针对科研用户使用,特备货规格0.5KG。如果您需要美国总工厂原厂生产的大规格包装的预定,可以与QQ 11366508联系给予报价/货期。2021.05更新

此链接为PDMS-微流控芯片/PDMS/道康宁SYLGARD184/小桶0.5KG装的链接。

一般性的产品性能参数表参考以下小桶装的参数:

微流控芯片/PDMS/道康宁SYLGARD184;微流控芯片/PDMS/道康宁SYLGARD184;微流控芯片/PDMS/道康宁SYLGARD184;

品牌型号:道康宁SYLGARD184

包装规格:0.5KG/罐[含有45.4g固化剂,总重量为0.5KG]

产品颜色:保质期限:36个月

存放环境说明:室温,阴凉处保存

备注说明:

美国道康宁道康宁SYLGARD 184硅橡胶是由液体组分组成的双组分套件产品,包括基本组分与固化剂。基本组分与固化剂按10:1重量比完全混合,中等粘度混合液的稠度与SAE 40机油相似。无论厚薄,混合液将固化成为具有韧性的透明弹性体,最适用于电子/电气方面的封装与灌封应用。 道康宁SYLGARD 184硅橡胶在25~150℃的温度范围内固化,无放热现象,无需二次固化。固化过程完成后,可立即在-55~200℃的温度范围内使用。 产品特性:低毒性,在常规的工业操作中,无特别的注意事项; 无溶剂或固化副产物, 固化时不放热;无需特殊的通风条件,不会产生腐蚀;固化时,收缩量小; 固化后, 透明具有弹性;抗震与减缓机械震动;振动的传递性能小;元件可裸视检查与易修补性; 环保性能;低吸水性,良好的耐辐射性能;高真空状态下的低漏气性; 优异的电性能;较大温度范围内的稳定性, 抗解聚;在-55~200℃范围内,甚至在密闭状态下保持弹性与柔韧性,性能稳定; 阻燃性,UL可燃性分级为94 V-1,温度等级:130℃ 产品用途: 道康宁SYLGARD 184硅橡胶在电气/电子的封装与灌封方面有广泛的应用。