铂型IPMC的含水特性及静态拉力测试

离子聚合物金属复合材料(IPMC)是一种典型的电活性聚合物。以Nafion117离子交换膜为基体,用化学沉积方法制备利用金属铂(Pt)作为电极的IPMC材料(Pt-IPMC),并利用扫描电镜对Pt-IPMC样件的微观形貌进行观察。结果表明,Pt-IPMC的电极具有良好的沉积效果,样件的电极层厚达20μm;在3 V直流电压的驱动下,电致动位移达到90°。实验对基膜和样件含水率进行了测试,并搭建IPMC力学测试平台,对IPMC静态输出拉力进行测试。测试结果表明:在0～5.5 V直流电压范围内,样件的输出拉力与直流驱动电压近似呈线性关系,最大拉力可达到159.05 mN;当电压超过5.5 V时,输出拉力发生跃变。

银基离子聚合物金属复合材料的制备和驱动特性

用化学沉积法制备银基IPMC(Ag-IPMC),用扫描电镜和能谱分析仪研究其表面形貌和表面电极化学成分。结果表明,Ag在离子交换膜内部和外表面的沉积效果良好;对Ag-IPMC试件的直流驱动、不同状态下的含水特性以及拉力输出的测试结果表明,低电压(小于1.6 V)刺激可使Ag-IPMC试件产生大变形,其输出拉力可达自重的89倍。各项性能与激励电压的关系表明,Ag-IPMC的最佳直流激励电压为0.6-1.2 V。