離子金屬聚合物復(fù)合材料的電機(jī)械性能研究.pdf

1、IPMC（IonicPolymerMetalComposites）是通過化學(xué)鍍的方法在全氟磺酸膜（Nafion）兩側(cè)鍍上貴金屬形成的一種新型的智能材料。在低電壓的驅(qū)動(dòng)下，IPMC能產(chǎn)生一定的輸出力和輸出位移，在致動(dòng)器、仿生材料、醫(yī)學(xué)工程等方面有廣闊的應(yīng)用前景。IPMC雖然具有質(zhì)量輕、耗能少等優(yōu)點(diǎn)，但是其在低電壓的輸出力和輸出位移較小，限制了其應(yīng)用。本文做了以下工作來改善IPMC的性能。
　　1、本文合成了磺酸化石墨烯單分子膜，并按

2、不同質(zhì)量比澆注了約200微米厚的石墨烯-全氟磺酸雜化膜，全反射紅外衰減光譜監(jiān)控了全部合成和摻雜過程。測(cè)試了與電致動(dòng)性能相關(guān)的物理性能，結(jié)果表明：石墨烯摻雜后，離子交換膜的柔韌性、離子交換能力、含水量均得到了一定程度的提高。在雜化膜兩側(cè)利用化學(xué)還原沉積嵌入Pt納米顆粒，制成離子交換聚合物金屬?gòu)?fù)合材料。掃描電子顯微鏡觀測(cè)表明：Pt納米電極表面平整；顆粒較為精細(xì)、均勻；電極與基底膜結(jié)合緊密。引入低頻正弦電信號(hào)，利用力和位移傳感器測(cè)試其電致動(dòng)性

3、能。結(jié)果表明：雜化膜具有高度的電致形變性能；相同條件下，最大輸出位移可增加2.12倍。
　　2、采用苯乙烯做為初始原料，經(jīng)過聚合反應(yīng)、磺化反應(yīng)、?；磻?yīng)、胺基化反應(yīng)、硅氫化反應(yīng)制備了具有高離子交換當(dāng)量的高分子聚合物（SPS-PMHS），紅外光譜和紫外光譜監(jiān)控了合成過程。將SPS-PMHS以33.33％的含量摻雜在Nafion溶液中制成IPMC發(fā)現(xiàn)其輸出位移明顯降低。
　　3、將多壁碳納米管用咪唑基離子液體進(jìn)行改性以提高其分散