生物凝膠電驅(qū)動(dòng)器的制備及其性能研究.pdf

1、近年來隨著電活性聚合物(Electroactive polymers，EAP)材料的出現(xiàn)，基于該類材料的人工肌肉的研究受到了廣泛的關(guān)注。傳統(tǒng)人工肌肉IPMC的制作成本較高、輸出力小，采用的金屬Ag電極不僅易在工作中氧化、斷裂導(dǎo)致IPMC失效，而且生物兼容性差使其普及應(yīng)用受到了一定的限制。本文的目的在于提供一種采用具有生物兼容性的材料制備新的電驅(qū)動(dòng)器的工藝方案，利用多壁碳納米管(Multi-walled Carbon Nanotube，M

2、CNT)制備非金屬電極，改善了金屬Ag電極在使用中的缺陷，采用離子液體代替水的作用，從原理上解決IPMC因失水導(dǎo)致的失效問題，并進(jìn)行組裝成為更具有經(jīng)濟(jì)性和實(shí)用性的人工肌肉。
　　首先，本文在閱讀了大量國內(nèi)外文獻(xiàn)的基礎(chǔ)上，通過分析和實(shí)驗(yàn)研究了電極膜和電致動(dòng)膜的制備工藝及其組裝工藝，確定出電驅(qū)動(dòng)器的工藝流程及具體工藝參數(shù)，采用熱壓法對(duì)其進(jìn)行組裝，制得了性能較優(yōu)的電驅(qū)動(dòng)器。還獲得了具有性能穩(wěn)定，導(dǎo)電性良好的非金屬電極。
　　其次，

3、通過實(shí)驗(yàn)探究了MCNT質(zhì)量分?jǐn)?shù)對(duì)電驅(qū)動(dòng)器性能的影響，結(jié)合利用循環(huán)伏安法和交流阻抗法測得的不同MCNT質(zhì)量分?jǐn)?shù)的電極膜的電容和電阻，并在掃描電鏡(SEM)下觀察了其微觀形貌，發(fā)現(xiàn)增加MCNT的質(zhì)量分?jǐn)?shù)有利于形成一種多孔網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，這種特殊的結(jié)構(gòu)使得電極膜電化學(xué)性能明提升，從而提高了電驅(qū)動(dòng)器的輸出性能。
　　然后，實(shí)驗(yàn)研究了電致動(dòng)膜和電極膜的厚度對(duì)電驅(qū)動(dòng)器的力輸出性能和位移輸出性能的影響，并結(jié)合電致動(dòng)膜的電容、電極膜的電容以及電阻的變化