離子聚合物金屬?gòu)?fù)合材料的電極修飾和硅橡膠粘附性能的改性研究.pdf

1、壁虎飛檐走壁的能力源于其腳底數(shù)以萬計(jì)的剛毛結(jié)構(gòu)和其精確的運(yùn)動(dòng)控制。為實(shí)現(xiàn)仿壁虎機(jī)器人腳掌簡(jiǎn)單有效的驅(qū)動(dòng)和可控粘附，論文提出以導(dǎo)電性能優(yōu)異并且相對(duì)廉價(jià)的碳納米管和石墨烯對(duì)IPMC的鉑電極進(jìn)行改性，以期降低IPMC的生產(chǎn)成本，提高IPMC的驅(qū)動(dòng)性能。同時(shí)論文就硅橡膠的性能進(jìn)行了詳細(xì)的研究。具體內(nèi)容如下：
　　低維納米碳材料替代鉑制備IPMC電極。采用聚二烯二甲基氯化銨對(duì)碳納米管和石墨烯進(jìn)行帶電修飾，并分散在甲醇中形成穩(wěn)定的電解液，在已

2、進(jìn)行一次化學(xué)鍍鉑的Nafion膜上分別電泳沉積碳納米管和石墨烯薄膜，制備新型IPMC。電致動(dòng)性能測(cè)試結(jié)果表明：碳納米管修飾的IPMC致動(dòng)性能優(yōu)異，3.0V驅(qū)動(dòng)電壓下最大輸出位移和輸出力分別13.90mm，15.72mN，分別是同等條件下鉑電極IPMC的94％和77%，生產(chǎn)成本降低約90%。
　　研究了硅橡膠的組成和性能，分別對(duì) PMHS和 PMVS不同質(zhì)量比的硅橡膠進(jìn)行ATR-FTIR檢測(cè)分析，計(jì)算Si-H含量。樣品的性能用UMT

3、-2試驗(yàn)機(jī)測(cè)試。測(cè)試結(jié)果表明：樣品法向最大粘附力分別為1.46、4.11、4.73、5.36mN，切向最大粘附力分別為19.89、29.06、33.69、38.14mN。機(jī)械性能測(cè)試結(jié)果表明：PMHS:PMVS比例為1:10的拉伸斷裂強(qiáng)度和彈性模量分別為26.87和3.1MPa。
　　利用電化學(xué)刻蝕單晶硅，獲得直筒多孔硅模板，真空澆鑄硅橡膠微納陣列。并用 THF超聲加熱條件下對(duì)硅橡膠進(jìn)行溶脹，使PMHS嵌入硅橡膠的網(wǎng)格結(jié)構(gòu)中。利用