Ⅰ 人造肌肉反復實驗
自1992年,斯坦福研究院(SRI INTERNATIONAL)在Ron Pelrine的領導下,開始參與日本微型機器計劃,研究人造肌肉技術。作為一名物理學家轉行的機械工程師,他們被日本官方委託尋找一種新型的微致動器材料,要求其在力學、沖程和應變方面與自然肌肉相似。
在探索過程中,SRI團隊考察了眾多可能的活化技術,最終選擇了一種由Jerry Scheinbeim在路特葛斯大學研究的電致伸縮聚合物。這種聚合物中的碳氫分子以半晶體排列,具有壓電性質。當處於電場中,絕緣塑料如聚亞安酯會在電場方向收縮,垂直方向膨脹,這種現象被稱為麥克斯韋應力,盡管早有認識,但一度被視為困擾。
工程師們發現,通過使用更軟的硅樹脂,他們能夠實現更大的機械應變,初始應變可達10-15%,甚至可以提高到20-30%。這些材料被命名為電絕緣橡膠,成為電場活化聚合物。研究團隊在90年代專注於研發這類材料在具體設備中的應用,得到了美國國防高級研究計劃局和海軍研究中心的支持,目標是將其用於軍事目的,如小型偵察機器人和輕型發電機。
在面臨電極膨脹問題時,他們發明了屈從電極,通過在橡膠矩陣中填充碳粒,電極和塑料一起膨脹,保持電場穩定。這項創新成為人造肌肉技術的關鍵專利之一。Pelrine展示了一個15厘米見方的實驗裝置,其塑料包夾在電極作用下可以明顯膨脹,展示了聚合物材料的高延展性。
盡管面臨性能挑戰,SRI小組在1999年取得了一系列突破,特別是通過預拉伸聚合物,性能得到顯著提升。電活化應變的提高與預拉伸材料的分子鏈定位有關,這使得材料在特定方向上變得更硬。他們發現一種名為聚丙烯酸橡膠的材料,其線性應變高達380%,這為實際應用提供了重大突破。
人造肌肉的研究開始於20世紀40年代,但真正取得進展則是最近10餘年的事,這是由於近年來特殊聚合體材料和智能材料的誕生,為人造肌肉的研究提供了新的發展契機,那些新材料往往具有一些不同凡響的本領,一些材料可以根據電流變化呈現出各種復雜的狀態,例如,彎曲、延伸、扭動和收縮等,並且它們的行為非常接近真正的肌肉纖維。開發人造肌肉不僅對醫學具有重大意義,而且對機器人技術的發展也至關重要。
Ⅱ 樹脂是做什麼用的
樹脂是製造塑料的主要原料,也用來制塗料、黏合劑、絕緣材料等,合成樹脂在工業生產中,被廣泛應用於液體中雜質的分離和純化,有大孔吸附樹脂、離子交換樹脂、以及一些專用樹脂。
樹脂通常是指受熱後有軟化或熔融范圍,軟化時在外力作用下有流動傾向,常溫下是固態、半固態,有時也可以是液態的有機聚合物。
樹脂定義
相對分子量不確定但通常較高,常溫下呈固態、中固態、假固態,有時也可以是液態的有機物質。具有軟化或熔融溫度范圍,在外力作用下有流動傾向,破裂時常呈貝殼狀。
廣義上是指用作塑料基材的聚合物或預聚物。一般不溶於水,能溶於有機溶劑。按來源可分為天然樹脂和合成樹脂;按其加工行為不同的特點又有熱塑性樹脂和熱固性樹脂之分。
(2)人造樹脂應力應變曲線擴展閱讀:
樹脂分類
1、按來源
樹脂有天然樹脂和合成樹脂之分。天然樹脂是指由自然界中動植物分泌物所得的無定形有機物質,如松香、琥珀、蟲膠等。
合成樹脂是指由簡單有機物經化學合成或某些天然產物經化學反應而得到的樹脂產物,如酚醛樹脂、聚氯乙烯樹脂等,其中合成樹脂是塑料的主要成分。
2、按合成反應
按此方法可將樹脂分為加聚物和縮聚物。加聚物是指由加成聚合反應製得的聚合物,其鏈節結構的化學式與單體的分子式相同,如聚乙烯、聚苯乙烯、聚四氟乙烯等。
縮聚物是指由縮合聚合反應製得的聚合物,其結構單元的化學式與單體的分子式不同,如酚醛樹脂、聚酯樹脂、聚醯胺樹脂等。
3、按分子主鏈組成
按此方法可將樹脂分為碳鏈聚合物、雜鏈聚合物和元素有機聚合物。
碳鏈聚合物是指主鏈全由碳原子構成的聚合物,如聚乙烯、聚苯乙烯等。
雜鏈聚合物是指主鏈由碳和氧、氮、硫等兩種以上元素的原子所構成的聚合物,如聚甲醛、聚醯胺、聚碸、聚醚等。
元素有機聚合物是指主鏈上不一定含有碳原子,主要由硅、氧、鋁、鈦、硼、硫、磷等元素的原子構成,如有機硅。
4、按性質
熱固性樹脂(玻璃鋼一般用這類樹脂):不飽和聚酯/乙烯基酯/環氧/酚醛/雙馬來醯亞胺(BMI)/聚醯亞胺樹脂等。
熱塑性樹脂:聚丙烯(PP)/聚碳酸酯(PC)/尼龍(NYLON)/聚醚醚酮(PEEK)/聚醚碸(PES)等。
Ⅲ 環氧樹脂抗拉強度和抗壓強度有差別嗎
有差別。
抗拉強度是在拉力作用下的應力值,抗壓強度是在壓力作用下的應力值。兩者的作用不一樣。
環氧樹脂是一類重要的熱固性塑料,廣泛用於黏合劑,塗料等用途。又稱作人工樹脂、人造樹脂、樹脂膠等。
Ⅳ 請問有些產品中使用到樹脂材料,那樹脂是什麼
樹脂通常是指受熱後有軟化或熔融范圍,軟化時在外力作用下有流動傾向,常溫下是固態、半固態,有時也可以是液態的有機聚合物。廣義地講,可以作為塑料製品加工原料的任何聚合物都稱為樹脂。
樹脂有天然樹脂和合成樹脂之分。天然樹脂是指由自然界中動植物分泌物所得的無定形有機物質,如松香、琥珀、蟲膠等。合成樹脂是指由簡單有機物經化學合成或某些天然產物經化學反應而得到的樹脂產物。
樹脂的分類
樹脂的分類方法很多,除按樹脂來源可將其分為天然樹脂和合成樹脂外,還可按合成反應和主鏈組成來進行分類。
1、按樹脂合成反應分類
按此方法可將樹脂分為加聚物和縮聚物。加聚物是指由加成聚合反應製得的聚合物,其鏈節結構的化學式與單體的分子式相同,如聚乙烯、聚苯乙烯、聚四氟乙烯等。
縮聚物是指由縮合聚合反應製得的聚合物,其結構單元的化學式與單體的分子式不同,如酚醛樹脂、聚酯樹脂、聚醯胺樹脂等。
2、按樹脂分子主鏈組成分類
按此方法可將樹脂分為碳鏈聚合物、雜鏈聚合物和元素有機聚合物。
碳鏈聚合物是指主鏈全由碳原子構成的聚合物,如聚乙烯、聚苯乙烯等。
雜鏈聚合物是指主鏈由碳和氧、氮、硫等兩種以上元素的原子所構成的聚合物,如聚甲醛、聚醯胺、聚碸、聚醚等。
素有機聚合物是指主鏈上不一定含有碳原子,主要由硅、氧、鋁、鈦、硼、硫、磷等元素的原子構成,如有機硅。