改性碳纳米管负载铂离子型聚合物的性能测试
离子聚合物金属复合材料(IPMC)是一种新型电致动功能材料,具有低致动电压、大变形量等特性。由于材料内部存在大量可移动水合阳离子(Li+,Na+,K+等),在外加电场的作用下,材料会向电场的阳极弯曲。除具备在低致动电压下产生大变形的能力,IPMC还具有与生物体肌肉相类似的特性,在仿生工程、医药工程、航空航天领域具有广阔的应用前景。
南京航空航天大学卞侃等人将一种全氟磺酸树脂(Nafion)与多壁碳纳米管(MWCNTs)分别按质量比100∶1、100∶3、100∶5进行配比,采用溶剂浇铸法配合超声波分散法制备MWCNTs/Nafion型离子交换膜(IEM),在此基础上利用化学沉积法制备铂型离子聚合物金属复合材料(Pt-IPMC),考察三种MWCNTs负载量对IEM及Pt-IPMC性能的影响。采用SEM配合EDAX研究Pt的沉积效果,对IEM及Pt-IPMC试样进行拉伸测试,采用数字信号发生器为激励源测试Pt-IPMC的动态位移。结果表明:添加MWCNTs使Pt-IPMC的内、外电极厚度分别增加200%~250%和180%~200%,使IEM及Pt-IPMC的弹性模量分别提高57.92%~140.85%和9.06%~52.85%;MWCNTs有效修饰了Pt-IPMC的内电极,并明显提升其动态位移量、动态响应及变形速度。