1.一种梯度弹性聚氨酯,其特征在于,由具有三维网状结构的聚氨酯和负载到聚氨酯内部的电介质组成;电介质在聚氨酯内部的负载量呈梯度分布,即在其中一个方向上:电介质在聚氨酯内部的负载量依次降低或升高,聚氨酯中电介质的质量分数为1~5wt%。
2.根据权利要求1所述的梯度弹性聚氨酯,其特征在于,电介质的粒径为150~200nm;电介质为聚四氟乙烯粉末、全氟乙烯丙烯共聚物FEP粉末和聚酰胺纤维Nylon粉末中的一种或两种以上的混合。
3.根据权利要求1所述的梯度弹性聚氨酯,其特征在于,聚氨酯利用聚醚多元醇和异氰酸酯进行发泡反应制成,且聚醚多元醇和异氰酸酯的质量之比为2~4:1。
4.根据权利要求3所述的梯度弹性聚氨酯,其特征在于,由底层弹性聚氨酯和顶层弹性聚氨酯组成,电介质为聚四氟乙烯;聚醚多元醇和异氰酸酯的质量之比为2:1;顶层弹性聚氨酯中聚四氟乙烯的质量分数为3wt%,底层弹性聚氨酯中聚四氟乙烯的质量分数为2wt%,底层弹性聚氨酯和顶层弹性聚氨酯的高度之比为1:1。
5.一种梯度弹性聚氨酯的制备方法,其特征在于,包括如下步骤:步骤A:将电介质粉末加入到聚醚多元醇中充分搅拌,得到电介质和聚醚多元醇的混合分散液,采用同样的方法分别配制得到两份以上的电介质和聚醚多元醇的混合分散液,并根据混合分散液的份数依次记为混合分散液A1、混合分散液A2…和混合分散液An;混合分散液A1、混合分散液A2…和混合分散液An中电介质的质量分数依次增大或减小;步骤B:向混合分散液A1中加入异氰酸酯并充分搅拌,混合均匀后得到混合分散液B1;步骤C:将混合分散液B1立即倒入模具中进行发泡以形成具有三维网状结构的聚氨酯,并使电介质粉末均匀负载到聚氨酯内部;发泡结束后,在模具底部形成底层弹性聚氨酯;步骤D:向混合分散液A2中加入异氰酸酯并充分搅拌,混合均匀后得到混合分散液B2;步骤E:待步骤C中混合分散液B1发泡结束且未完全凝固时,将混合分散液B2立即倒入盛有底层弹性聚氨酯的模具中进行发泡,发泡结束后,在底层弹性聚氨酯上形成次底层弹性聚氨酯;步骤F:重复步骤D和步骤E,直到混合分散液An与异氰酸酯混合后得到的混合分散液Bn在模具中发泡形成顶层弹性聚氨酯,待完全凝固后,即得到梯度弹性聚氨酯。
6.根据权利要求5所述的梯度弹性聚氨酯的制备方法,其特征在于,步骤A中,电介质粉末的粒径为150~200nm;梯度弹性聚氨酯中电介质的质量分数为1~5wt%;电介质为聚四氟乙烯粉末、全氟乙烯丙烯共聚物FEP粉末和聚酰胺纤维Nylon粉末中的一种或两种以上的混合。
7.根据权利要求5所述的梯度弹性聚氨酯的制备方法,其特征在于,混合分散液B1、混合分散液B2…和混合分散液Bn中:聚醚多元醇和异氰酸酯的质量之比均为2~4:1;混合分散液B1、混合分散液B2…和混合分散液Bn中的任意两者的体积之比为1:1。
8.根据权利要求5所述的梯度弹性聚氨酯的制备方法,其特征在于,步骤A中混合分散液为两份,即混合分散液A1和混合分散液A2;电介质粉末为聚四氟乙烯粉末;步骤F中得到的梯度弹性聚氨酯由底层弹性聚氨酯和顶层弹性聚氨酯组成; 步骤C中,底层弹性聚氨酯中聚四氟乙烯的质量分数为2wt%;步骤E中,顶层弹性聚氨酯中聚四氟乙烯的质量分数为3wt%;混合分散液B1和混合分散液B2中:聚醚多元醇和异氰酸酯的质量之比均为2:1;混合分散液B1和混合分散液B2的体积之比为1:1。
9.一种梯度弹性聚氨酯的用途,其特征在于,将权利要求1~4任一所述的梯度弹性聚氨酯以及权利要求5~8任一制备方法所制备的梯度弹性聚氨酯用于摩擦纳米发电机中。
10.根据权利要求9所述的梯度弹性聚氨酯的用途,其特征在于,梯度弹性聚氨酯作为介电材料,金属作为电极构成摩擦纳米发电机,用于制备具有力值监测功能的沙袋或拳击靶。