磺化碳納米管-聚苯胺改性離子聚合物金屬復合材料研究.pdf

1、離子聚合物金屬復合材料(Ionic polymer metal composite,IPMC)是通過化學鍍的方法在離子聚合物薄膜的表面沉積貴金屬電極而制成的新型智能材料。IPMC具有較好的柔韌性,在動態(tài)電場中能產(chǎn)生較大的動態(tài)變形,在仿生材料、醫(yī)學工程、致動器及效應器等領域有廣闊的應用前景。但IPMC在低電壓下的輸出力和輸出位移較小,非水工作時間短,這些嚴重制約了其實際應用。本文用有機合成等方法對IPMC進行電機械性能的改進,以增強IPM

2、C位移和力的輸出,為實際應用奠定基礎。具體內(nèi)容如下:
　　1、以多壁碳納米管為原料,與偶氮苯磺酸偶合反應制備磺化碳納米管(SMWCNT),再通過原位聚合反應制備SMWCNT增強的聚苯胺(PANI/CNTs)納米導電復合材料,最后把PANI/CNTs摻雜到Nafion基質(zhì)中,制備了新型IPMC驅動器。實驗中測試了IPMC與電機械性能相關的物理性能,分析了PANI/CNTs對IPMC的改性作用及原理。結果顯示:0.1％ PANI/CN

3、Ts含量IPMC的驅動性能最優(yōu),在低電壓驅動下最大輸出位移為11.6 mm,最大輸出力為34.5 mN,分別提高到傳統(tǒng)IPMC的2.4倍和2.0倍。
　　2、實驗中制備了對苯乙烯磺酸鈉-馬來酸酐共聚物(SSMA),并將其添加到Nafion基質(zhì)中,制備了SSMA改性的IPMC驅動器。通過性能測試,對新型IPMC作出評估。結果顯示:與傳統(tǒng)IPMC相比,2%SSMA含量IPMC在輸出位移方面提高了40%,5%SSMA含量IPMC在輸出力