[發明專利]一種新型混合纖維素IPMC材料的制備方法

在審

• 申請號: 202011083490.8
• 申請日: 2020-10-12
• 公開（公告）號: CN112409627A
• 公開（公告）日: 2021-02-26
• 發明（設計）人: 趙躍鵬;王帆;劉燕;沈文浩;蔣嘉航;稅鴻棋
• 申請（專利權）人: 浙江理工大學
• 主分類號: C08J7/06
• 分類號: C08J7/06;C08J5/18;C08L1/28;C08L1/02;C08K3/04
• 代理公司: 杭州九洲專利事務所有限公司 33101
• 代理人: 王之懷;王洪新

本發明涉及IPMC材料技術領域。技術方案是：一種新型混合纖維素IPMC材料的制備方法，包括以下步驟：1)將C?CNC纖維素(羧基化纖維素納米晶須)溶液20?25重量份、CNF?C纖維素(陽離子纖維素納米纖維)溶液40?50重量份、蒸餾水80?100重量份以及1?乙基?3?甲基離子液體1重量份混合，加入前述混合液質量0.1％的石墨烯，形成混合溶液；2)將前述混合溶液密封攪拌，攪拌時間為3?4h；3)將攪拌后的混合溶液先冰浴再振蕩，冰浴時間為10?20分鐘，振蕩溫度為25?35℃，振蕩時間為240?300min。該方法能制備出高性能電驅動的C?CNC和CNF?C混合纖維素的IPMC柔性驅動器。

技術領域

本發明涉及IPMC材料技術領域，具體涉及一種新型混合纖維素IPMC的制備方法。

背景技術

IPMC(Ionic Polymer Metal Composite)是一種離子型的EAP材料，它是在離子交換聚合物薄膜的基材表面沉積鉑(Pt)、金(Au)等貴金屬而獲得的有機-無機復合材料，一種類似于“三明治”的結構。IPMC在外加較低的電壓下可產生較大的變形，當電壓撤銷后，又能恢復到原始形狀，通過改變電壓的正負極IPMC可實現相反方向的偏轉。相比于傳統的驅動材料，IPMC具有驅動電壓低、柔度高、響應迅速、易于成形等優點。

目前，單一材料為核心的柔性驅動器的發展并不完善，很難實現輸出角度大和響應穩定，目前主要停留在實驗室研究階段；因此極大程度上地限制了柔性驅動器的發展和應用。

發明內容

本發明所要解決的技術問題，是克服背景技術的不足，提供一種新型混合纖維素IPMC材料的制備方法；該方法應能制備出可快響應、大變形、高性能電驅動的C-CNC和CNF-C混合纖維素的IPMC柔性驅動器。

為解決上述技術問題，本發明提供的技術方案是：

一種新型混合纖維素IPMC材料的制備方法，包括以下步驟：

1)將C-CNC纖維素(羧基化纖維素納米晶須)溶液20-25重量份、CNF-C纖維素(陽離子纖維素納米纖維)溶液40-50重量份、蒸餾水80-100重量份以及1-乙基-3-甲基離子液體1重量份混合，接著加入混合液質量0.1％的石墨烯，形成混合溶液；

2)將前述混合溶液密封攪拌，攪拌時間為3-4h；

3)將攪拌后的混合溶液先冰浴再振蕩，冰浴時間為10-20分鐘，振蕩溫度為25-35℃，振蕩時間為240-300min；

4)將混合溶液密封，進行超聲波震蕩器處理，超聲波震蕩處理時間為70-80min，超聲波處理溫度為35-45℃；

5)將超聲波后的混合溶液進行真空干燥以去除氣泡；真空干燥時間為24-50min，真空干燥溫度為45-55℃；

6)將真空干燥后的溶液倒置于模具內，然后將模具放置于真空干燥箱內，調整干燥溫度于45℃-50℃，進行干燥處理24-36個小時。

7)將干燥后的模具取出，放置于室溫下靜置一段時間后，將模具上的膜(離子交換膜)取出，然后將膜裁剪成邊長為10×40mm的矩形小條；

8)將矩形小條放于放有化學分析濾紙的表面皿上，在矩形小條上滴加電極溶液；待電極溶液全部覆蓋矩形小條的上表面后，將表面皿置于室溫下干燥處理12h-24h；

9)取下一面電極干燥后的膜，將膜沒有附著電極的一面朝上置于表面皿內，重復上一步驟；

10)裁剪制備好的膜的上下左右四側，將四側邊附加上的電極去除，以防導致驅動器短路，驅動器即制備完成。

將制備好的驅動器放置于存儲儀器內，以供后期實驗測試所用。

還需用輸出位移平臺對制備獲得的驅動器進行測試。