聚氯乙烯凝胶致动器的研究进展：材料、结构及应用

张弛; 张博; 孙岩辉; 钦建国; 朱子才; 唐振华; 刘学婧

doi:10.14133/j.cnki.1008-9357.20250603001

功能高分子学报 ›› 2025, Vol. 38 ›› Issue (05) : 457 -470. DOI: 10.14133/j.cnki.1008-9357.20250603001

聚氯乙烯凝胶致动器的研究进展：材料、结构及应用

张弛, 张博, 孙岩辉, 钦建国, 朱子才, 唐振华, 刘学婧

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摘要

聚氯乙烯(PVC)凝胶是一类能够在电场激励下产生收缩、弯曲、面内扩张等多种变形模式的高分子聚合物，具有响应快、成本低、质量轻、力电转换效率高等优点，是一种理想的人工肌肉。本文综述了PVC凝胶近些年的发展现状，包括材料的组成、性能优化、制备工艺、新型构型设计及应用。重点介绍了通过掺杂功能添加剂来提升PVC凝胶的机电性能，以及利用3D打印、热熔成型等新型制备工艺实现PVC凝胶材料的快速制备。在传统阳极吸附型PVC凝胶致动器构型基础上，详细讨论了基于静电压缩和静电液力耦合驱动两种原理所设计的新型PVC凝胶致动器。随后，系统介绍了PVC凝胶致动器在柔性驱动、医疗和光学这三个领域的应用。最后，对PVC凝胶材料现阶段所遇到的技术瓶颈及发展趋势进行了讨论。