P(DMAA-co-MABP)共聚物在纸基致动器中的胀体行为研究
材料科学
2025-10-31 v1 软凝聚态物质
摘要
随着可持续材料兴趣的增长，纸张正被重新构想为具有重要潜力的多功能基质，用于开发创新且环保的解决方案。本研究探讨了P(DMAA-co-MABP)共聚物应用于纸维纸张用于湿度敏感致动器时的胀体行为及环境响应性。通过动态蒸气吸附（DVS）和原位原子力显微镜（AFM）对共聚物的胀体行为进行特征化。DVS测量表明，聚合物涂层显著增强了纸张的吸湿性能，而AFM显示出该聚合物对相对湿度（RH）变化具有快速响应，表现为即时高度调整、增加的粘附性以及在更高RH水平下减小的刚性。针对聚合物修改的纸基双层致动器的研究表明，纳入亲湿性P(DMAA-co-MABP)可实现对相对湿度从10%到90%变化的致动。基于这些发现，提出了两种模型来评估胀体行为的关键机制：交联异质性与聚合物胀体行为之间的相关性，以及聚合物-纸 interactions 与湿度响应弯曲行为之间的相关性。此外，还进行了热力学分析，通过热重分析（TGA）和差示扫描量热法（DSC）提供了该共聚物行为的全面轮廓。
引用
@article{arxiv.2510.26553,
title = {Understanding the swelling behavior of P(DMAA-co-MABP) copolymer in paper-based actuators},
author = {Catarina C. Ribeiro and Nele Link and Jan-Lukas Schäfer and Carina Breuer and Markus Biesalski and Robert W. Stark},
journal= {arXiv preprint arXiv:2510.26553},
year = {2025}
}