[发明专利]离子聚合物金属复合物基膜打磨粗化和校直装置

说明书

技术领域

本发明涉及离子聚合物金属复合物，尤其是涉及一种离子聚合物金属复合物基膜打磨粗 化和校直装置。

背景技术

离子聚合物金属复合物材料(IPMC)是在全氟磺酸质子交换膜(Nafion)上下层镀上金 属铂电极，形成的一种“三明治”结构的智能材料。IPMC的制备流程是浇铸Nafion基膜，Nafion 基膜打磨粗化，离子交换过程，化学还原反应镀电极。

现在实验室中Nafion基膜的打磨粗化方式主要有砂纸打磨、化学腐蚀、等离子刻蚀、热 压处理以及喷砂处理等。对比这几种打磨方式，由于砂纸打磨的方向性，砂纸打磨制备的IPMC 更加简便有效。

中国专利CN103465147A一种IPMC材料基体膜的糙化工艺中，利用的是将基膜固定在凹 腔中，Nafion基膜中铺磨料，使用打磨锤拉动磨料打磨，其手工的打磨方法，打磨的均匀性、 打磨的力度、粗化的程度等不易掌控；打磨过程中会引入应力，使基膜变形，对后续化学镀 电极制备的IPMC性能和功能有很大的影响；同时在厚膜打磨为薄膜的过程中，强度太大、去 除厚度不易掌控。

多片打磨劳动强度大、效率低。手工打磨不适合大片材、多片材和对厚度的精度要求较 高的基膜处理，更满足不了未来对于IPMC工业化生产的需求。

发明内容

本发明的目的是为了克服现胡实验室制备IPMC材料过程中，传统手工打磨Nafion膜的不 便，大片、多片打磨时工作量大，精准度不高，尺寸无法控制等缺点，提供可实现可控自动 机械打磨，满足同向、均匀度、精准度要求的一种离子聚合物金属复合物基膜打磨粗化和校 直装置。

本发明设有打磨机构、第1电机、电机座、机架、电路控制器、第2电机、第3电机、齿轮 滑板机构、Nafion膜、调节螺杆机构；所述打磨机构安装在机架上，用于实现Nafion的打磨粗 化以及校直，打磨机构设有砂纸、打磨滚、砂纸锁紧装置、四角螺母。砂纸锁紧装置包括转 杆、第1弹簧、压紧块；第1电机、第2电机分别安装在电机座和机架上，分别为上下打磨滚提 供动力；齿轮滑板机构(齿轮齿条机构)安装在机架上，由第3电机提供动力，为实现Nafion的 打磨提供长度方向的进给。齿轮滑板机构设有齿轮滑板部件、齿轮。齿轮滑板部件包括齿轮 滑板、长条压板、螺母、螺钉；调节螺杆机构(螺旋机构)安装在机架上，用于调节打磨机构 中上、下打磨滚之间的距离，控制打磨的粗糙度和打磨厚度。调节螺杆机构包括螺杆、第2 弹簧、轴承座。

本发明提供精确的厚度的打磨，并且确保了Nafion的平直度。

传统的手工打磨的Nafion基膜，由于打磨力不均匀，膜内将产生应力，表现出在IPMC镀 电极后，IPMC会产生形变，影响IPMC的性能和功能。

本发明的优点在于：(1)较手工打磨，基膜的均匀度高、精度高、打磨尺寸可控。当手 工进行基膜粗化时，大尺寸基膜，工作量大，粗化的均匀性差，特别是大去除量时，采用手 工打磨，尺寸的均匀性和精准度无法控制；改善梯度基膜打磨的尺寸精度不可控问题。(2)可 以通过校直，去除基膜的应力。当手工打磨基膜时，由于用力不均，基膜会有局部的变形和 应力，通过校直，去除基膜的应力。(3)调节螺杆中，单个螺杆可调，可实现均匀高度的打 磨及多种去除高度的打磨，达到基膜不同厚度的特定要求。(4)效率高，使用方便，节省人 力。(5)装置简易、体积小、便携。

附图说明

图1为本发明实施例的整体结构组成示意图。

图2为本发明实施例的上打磨滚的部件图及局部放大图。

图3为本发明实施例的打磨滚中锁紧装置装配图。

图4为本发明实施例的打磨滚中锁紧装置局部剖视图。

图5为本发明实施例的齿轮滑板机构装配图。

图6为本发明实施例的滑板的装配图。

图7为本发明实施例的螺杆机构装配图。