液态金属/弹性体软复合材料的应变刚化和正压导效应
液态金属( LM )液滴已被证明是一种有效的添加剂,可以将弹性体转变为在大的机械变形下保持高度导电的多功能复合材料。在此,我们提出了一种含Galinstan LM液滴包裹体的聚二甲基硅氧烷( PDMS )复合材料的应变硬化新现象。小的LM夹杂物在拉伸过程中液滴尺寸小于弹性毛细管长度后,由于液/固界面处的表面张力作用,增加了PDMS基体的刚度。LM含量分别为4.8 vol %、7.5 vol %和11.0 vol %的PDMS复合材料的抗拉强度分别为0.60 MPa、1.10 MPa和1.72 MPa,与PDMS基体相比分别提高了58 %、189 %和353 %。添加4.8 vol %和7.5 vol % LM液滴的PDMS / LM复合材料的电导率随试件应变的增大而增大,克服了常规聚合物/导电填料复合材料在机械变形下电阻上升的缺点。在拉伸循环载荷作用下,PDMS / LM复合材料经2000次循环后表现出优异的耐久性,其中LM液滴体积分数为7.5 vol %时,相对电阻仅下降13 % (应变幅度为10 % );LM液滴体积分数为11.0 vol %时,相对电阻下降7 % (应变幅度为20 % )。