Der dielektrische elastomere Werkstoff (DE) kann unter der Wirkung eines externen elektrischen Feldes eine elektroelastische Verformung erfahren, er kann elektrische Energie in mechanische Energie umwandeln und hat breite Anwendungsperspektiven in Bereichen wie flexible Aktuatoren und weiche Roboter. Der DE-Werkstoff birgt jedoch bei hohen elektrischen Feldern ein Risiko für elektrische Durchschläge und Brände. Zu diesem Zweck wurden in dieser Studie phosphorstickstoffhaltige natürliche Flammschutzmittel (DHBOP) aus Lignin-Derivaten verwendet und als modifizierendes Mittel für den harten Segment des Polyurethans (PU) zur Herstellung eines brandschutzmodifizierten PU-DE-Werkstoffs eingesetzt. Die Ergebnisse zeigten, dass die Einführung einer starren Flammschutzmittelstruktur in das harte Segment des PU das Problem der Materialverfestigung vermeiden kann, das modifizierte PU-Anfangsmodul ist weniger als 0,5 MPa und erfüllt die Flexibilitätsanforderungen des DE-Werkstoffs bei der elektrischen Feldsteuerung. Im Vergleich zu nicht brandschutzmodifiziertem PU-DE-Material kann eine UL-94 V-0-Klassifizierung erreicht werden, wenn der Flammschutzmittelgehalt in den harten Segmenten modifizierten PU mehr als 50% beträgt; und wenn das gesamte harte Segment des PU DHBOP enthält (100% DHBOP-PU), nimmt die Gesamtwärmeleistung und die maximale Wärmefreisetzungsrate um 26% bzw. 35% ab, der Restkohlenstoffgehalt steigt von 0,31% bei nicht modifiziertem PU-DE-Material auf 9,99% an und die maximale Schmelztropfenmasse nimmt um 62% ab. Ohne vorherige Dehnungssteuerung kann das PU-50% DHBOP-Material bei einer elektrischen Feldstärke von 52 MV/m die maximale Flächenverformung erreichen. Diese brandschutzmodifizierte PU-Werkstoffmodifikation hat eine wichtige Bedeutung für die Brandbekämpfung DE in der elektrischen Steuerung und wird in Zukunft eine sicherere materielle Unterstützung für die Mensch-Maschine-Interaktion bieten.

künstliche Muskeln; dielektrische Elastomere; Polyurethan; Brandschutz; sichere Steuerung