以Nafion膜為基體的聚合物人工肌肉的制備及性能研究.pdf

1、離子聚合物-金屬復(fù)合材料(Ionic polymer-metal composites)是近年來被廣泛研究的一種新型的智能材料，它在外加交變電場的作用下可以產(chǎn)生擺動(dòng)響應(yīng)。由于它具有驅(qū)動(dòng)電壓低、形變大、密度小，易于加工成人們需要的形狀的諸多優(yōu)勢，因而被人們用來制造微型的人工機(jī)器人驅(qū)動(dòng)器、傳感器，以及具有哺乳動(dòng)物肌肉相似性能的人工肌肉。
　　 本文以Nafion117膜和金屬銀為原料，用化學(xué)還原的方法制備了IPMC。在化學(xué)還原的過程

2、中分別使用了葡萄糖、硼氫化鈉和維生素C作為還原劑，對制得的IPMC進(jìn)行形貌表征考察還原劑對IPMC電極的影響。針對電極層存在的缺陷使用了多種方法對表面的電極進(jìn)行加工和修飾，以期望獲得更好的電致動(dòng)性能：在制備金屬銀電極的過程中引入聚乙烯吡咯烷酮(PVP)作為分散劑來抑制金屬顆粒團(tuán)聚制得致密的導(dǎo)電性較好的表層電極、增加電極的化學(xué)鍍次數(shù)以增加電極厚度、在電極表層用離子濺射鍍膜儀噴鍍金電極薄層減少電極層中的缺陷以及對IPMC樣品進(jìn)行真空硅脂包覆

3、處理減少水分子逸出。
　　 利用掃描電子顯微鏡和能譜儀對使用不同制備工藝制備的IPMC表層電極進(jìn)行結(jié)構(gòu)表征和元素分析，使用四探針法測定不同IPMC樣品的表面電阻來考察電極導(dǎo)電性能。通過研究IPMC樣品在直流和交流電壓下的末端位移、輸出力和工作壽命的變化規(guī)律，考察電極厚度、陽離子種類以及外加電場等因素對IPMC電致動(dòng)性能的影響。
　　 對IPMC人工肌肉的電極材料進(jìn)行初步探索，選用常見的銅金屬和導(dǎo)電高分子聚苯胺作為電極材料