基于殼聚糖凝膠人工肌肉響應(yīng)特性的研究.pdf

1、電活性聚合物是一種可以在電場的作用下改變自身的形狀以及尺寸的智能材料。隨著電活性聚合物性能的提高，其在人工肌肉領(lǐng)域的研究也越來越廣泛。電活性聚合物按致動機(jī)理可以分為電子型聚合物和離子型聚合物兩大類。本文所制備的驅(qū)動器屬于離子型驅(qū)動器的一種，致動膜的材料為殼聚糖，電極膜的材料為碳納米管。離子型驅(qū)動器的驅(qū)動電壓相較電子型驅(qū)動器低，但是其響應(yīng)速度較慢。本文研究了熱處理和直接澆筑兩種工藝方法對驅(qū)動器的響應(yīng)性能的改善效果，并探究了京尼平交聯(lián)過的致

2、動膜對驅(qū)動器響應(yīng)性能的影響規(guī)律。
　　通過實(shí)驗(yàn)測試，經(jīng)過熱處理的驅(qū)動器的響應(yīng)性能相比未經(jīng)過熱處理的驅(qū)動器有一定程度的提升。試驗(yàn)通過短時、多次的方式對驅(qū)動器進(jìn)行熱處理，發(fā)現(xiàn)隨著熱處理次數(shù)的增加，驅(qū)動器的響應(yīng)性能不斷提升。但是當(dāng)響應(yīng)性能提升到一定程度后，額外的熱處理對驅(qū)動器的響應(yīng)性能不再具有改善效果，并且，隨著熱處理時間的延長，驅(qū)動器的響應(yīng)性能開始下降。表明有限度的熱處理可以有效提升驅(qū)動器的響應(yīng)性能。
　　實(shí)驗(yàn)采用直接澆筑工藝對

3、致動膜與電極膜進(jìn)行裝配，通過掃面電子顯微鏡拍攝的驅(qū)動器的顯微照片可以證實(shí)，直接澆筑工藝增強(qiáng)了驅(qū)動器致動膜與電極膜之間的貼合性，致動膜與電極膜之間良好的貼合可以降低其接觸電阻。對驅(qū)動器導(dǎo)電性能的測試后，發(fā)現(xiàn)這種工藝方式可以提升驅(qū)動器的導(dǎo)電性能，證實(shí)了上述觀點(diǎn)。對驅(qū)動器響應(yīng)性能的測試實(shí)驗(yàn)表明，采用直接澆注工藝制備的驅(qū)動器相比傳統(tǒng)的熱壓貼合工藝所制備驅(qū)動器的響應(yīng)性能提升將近一倍。
　　在京尼平交聯(lián)致動膜對驅(qū)動器響應(yīng)性能的影響規(guī)律的探究實(shí)

4、驗(yàn)中，在對比了無交聯(lián)與使用不同濃度京尼平交聯(lián)的致動膜所制備驅(qū)動器的響應(yīng)性能后發(fā)現(xiàn)，無交聯(lián)驅(qū)動器的響應(yīng)速度在初始階段較快，但是隨著時間的增加，其響應(yīng)速度快速衰減，響應(yīng)速度的穩(wěn)定性較差；而低濃度京尼平交聯(lián)的驅(qū)動器其響應(yīng)速度與無交聯(lián)驅(qū)動器大致相等，但其響應(yīng)速度隨時間的增加并無明顯衰減；而高濃度京尼平交聯(lián)的驅(qū)動器其響應(yīng)速度低于無交聯(lián)驅(qū)動器。表明較低濃度的京尼平交聯(lián)過的致動膜對驅(qū)動器響應(yīng)速度的穩(wěn)定性有較好的提升，而高濃度交聯(lián)則降低了驅(qū)動器的響應(yīng)速