高性能电驱动全氟磺酸IPMC柔性驱动器的制备方法技术

本发明专利技术公开了高性能电驱动全氟磺酸IPMC柔性驱动器的制备方法，本发明专利技术以商用Nafion离子交换膜为基体，采用醇辅助化学镀的方法，选用两种不同的金属，在Nafion薄膜表面制备了均匀、致密的钯、铂电极，与传统的电镀相比，本发明专利技术极大地降低了制备金属电极的时间成本与经济成本，与传统Nafion人工肌肉的铂电极相比，本发明专利技术所提供的钯、铂电极具有更好的性能，大大加快了电驱动人工肌肉的响应速度，本发明专利技术在2V～8V、0.1Hz～30Hz的电压驱动下，就可以产生较大的形变和位移，且响应十分迅速，可以同时实现大形变和快速响应，这种高性能电驱动全氟磺酸IPMC柔性驱动器在柔性机器人、人造肌肉、传感器等领域有着广阔的应用前景和使用价值。

【技术实现步骤摘要】
高性能电驱动全氟磺酸IPMC柔性驱动器的制备方法
本专利技术涉及新型智能材料
，特别涉及高性能电驱动全氟磺酸IPMC柔性驱动器的制备方法。
技术介绍
电活性聚合物(EAP)是一种具备驱动性能的新型智能高分子材料，在外加电场的作用下，电活性聚合物可以进行弯曲、伸长、收缩、扭转等动作，由于其致动性能与生物肌肉非常相似，并且生物相容性较好，也被称为“人造肌肉”。按照工作原理，电活性聚合物可以分为电子型和离子型两大类，其中，电子型EAP通过施加上千伏的高电压来生成驱动力，而离子型EAP的驱动力则源于低压电场下聚合物内部离子的扩散和迁移，相比于前者，后者在能耗与安全性上有着很大的优势。离子聚合物-金属复合材料(IPMC)是离子型电活性聚合物的一种，它在较低的驱动电压条件下就能够产生较大的位移和形变，还具有驱动能量密度高、柔性好、质量轻、无噪声、可操作性强等优点，可以很好地满足人造肌肉的需求，全氟磺酸(Nafion)离子交换膜是应用的最广泛的离子型电活性聚合物基体之一，在外加电场作用下，膜内的水合阳离子向阴极迁移，由于阴极发生溶胀而阳极发生缩水，薄膜本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.高性能电驱动全氟磺酸IPMC柔性驱动器的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：/n步骤一、以Nafion薄膜为基体材料，将其裁剪成边长为30mm～50mm的正方形，用1000目砂纸对Nafion膜上下表面均进行打磨，使表面粗化，将Nafion薄膜在去离子水中进行超声清洗10min～15min，将Nafion薄膜置于过氧化氢水溶液中浸泡4h～6h，取出，再将Nafion薄膜放在去离子水中煮沸0.5h～1.5h，将薄膜取出后置于硫酸溶液中浸泡4h～6h，然后，再次将Nafion膜放在去离子水中煮沸0.5h～1.5h；/n步骤二、通过醇辅助的方法，在Nafion薄膜表面进行多次的化学镀，从而制备高...

【技术特征摘要】
1.高性能电驱动全氟磺酸IPMC柔性驱动器的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
步骤一、以Nafion薄膜为基体材料，将其裁剪成边长为30mm～50mm的正方形，用1000目砂纸对Nafion膜上下表面均进行打磨，使表面粗化，将Nafion薄膜在去离子水中进行超声清洗10min～15min，将Nafion薄膜置于过氧化氢水溶液中浸泡4h～6h，取出，再将Nafion薄膜放在去离子水中煮沸0.5h～1.5h，将薄膜取出后置于硫酸溶液中浸泡4h～6h，然后，再次将Nafion膜放在去离子水中煮沸0.5h～1.5h；
步骤二、通过醇辅助的方法，在Nafion薄膜表面进行多次的化学镀，从而制备高质量的，致密且均匀的金属电极；
步骤三、使用真空干燥箱以80℃～85℃的温度对Nafion薄膜进行干燥，除去水分子，然后将Nafion薄膜置于去离子水中使其充分吸水溶胀，最后，将Nafion薄膜置于饱和的氯化锂水溶液中浸泡40h～48h，使溶液中的正一价锂离子被充分地置换进入膜内。


2.根据权利要求1所述的高性能电驱动全氟磺酸IPMC柔性驱动器的制备方法，其特征在于：所述通过醇辅助的方法，在Nafion薄膜表面进行多次的化学镀，从而制备高质量的，致密且均匀的金属电极包括以下步骤：
1)将预处理过后的Nafion薄膜置于质量分数为0.4％～0.7％的四氨合氯化钯水溶液中浸泡1h～2h...

【专利技术属性】
技术研发人员：梁云虹，张浩，马愫倩，林兆华，任雷，韩志武，任露泉，
申请(专利权)人：吉林大学，
类型：发明
国别省市：吉林;22