[发明专利]基于C-CNC纤维素的高性能电驱动IPMC柔性驱动器的制备方法

说明书

本发明涉及柔性材料领域。技术方案是：基于C‑CNC纤维素的高性能电驱动IPMC柔性驱动器的制备方法，包括以下步骤：1)将C‑CNC纤维素溶液20‑25重量份、蒸馏水30‑35重量份、1‑乙基‑3‑甲基离子液体0.5重量份混合后形成混合溶液；2)将混合溶液密封搅拌，搅拌时间为3‑4h；3)将石墨烯0.5‑0.6重量份加入混合溶液中，先冰浴再振荡，冰浴时间为10‑20分钟，振荡温度为25‑35℃，振荡时间为240‑300min；4)将混合溶液密封搅拌，搅拌时间为0.5‑1h；5)将混合溶液进行超声波处理，超声波处理时间为60‑120min。该方法应能制备出可快响应、大变形、高性能的驱动器。

技术领域

本发明涉及柔性材料领域，具体是涉及一种基于C-CNC维素的高性能电驱动IPMC柔性驱动器的制备方法。

背景技术

电活性聚合物(EAP)是一种新型柔性智能材料，具有特殊的电性能和机械性能。这种聚合物在受到低电压刺激后，就会产生微小形变，由于其致动性能与生物肌肉类似，且生物相容性较好，也被称为“人造肌肉”。离子聚合物-金属复合材料(IPMC)是电活性聚合物(EAP)其中的一种新型智能柔性材料，由基体交换膜、上下表面金属电级组成。作为一种新型的智能柔性材料，IPMC结构简单、性能稳定可靠、驱动电压低，在外加电场的作用下，基体交换膜内的水合阳离子向阴极迁移，阴极发生溶胀而阳级发生缩水，薄膜就会向阳级的方向发生弯曲。

目前，以Nafion薄膜为基础的柔性驱动器的发展并不完善，很难实现大角度的变形和快速的响应，极大程度地限制了Nafion驱动器的发展和应用。

发明内容

本发明的目的是克服上述背景技术中的不足，提供一种基于C-CNC纤维素的高性能电驱动IPMC柔性驱动器的制备方法，该方法应能制备出可快响应、大变形、高性能的驱动器。

本发明的技术方案是：

基于C-CNC纤维素的高性能电驱动IPMC柔性驱动器的制备方法，包括以下步骤：

1)将C-CNC纤维素溶液20-25重量份、蒸馏水30-35重量份、1-乙基-3-甲基离子液体0.5重量份混合后形成混合溶液；

2)将混合溶液密封搅拌，搅拌时间为3-4h；

3)将石墨烯0.5-0.6重量份加入混合溶液中，先冰浴再振荡，冰浴时间为10-20分钟，振荡温度为25-35℃，振荡时间为240-300min；

4)将混合溶液密封搅拌，搅拌时间为0.5-1h；

5)将混合溶液进行超声波处理，超声波处理时间为60-120min，超声波处理温度为35-45℃；

6)将混合溶液进行真空干燥，真空干燥时间为24-50min，真空干燥温度为45-55℃；

7)将溶液倒入模具内，然后真空干燥，真空干燥时间为16-24h，真空干燥温度为45-55℃，再将模具在室温下静置得到基体交换膜，从模具中取出基体交换膜；

8)将C-CNC纤维素溶液倒入模具内，然后真空干燥，真空干燥时间为16-24h，真空干燥温度为45-55℃，再将模具在室温下静置得到电极膜，从模具中取出电极膜；

9)将电极膜、基体交换膜裁剪成相同形状，将一片基体交换膜放在两片电极膜之间，热压处理6-8h，得到IPMC柔性驱动器。

所述模具上设有用于盛放溶液凹槽，凹槽的深度为1-2mm。

所述C-CNC纤维素溶液的体积浓度为6-10％。

所述石墨烯的纯度为1％。

所述1-乙基-3-甲基离子液体的体积浓度为0.5-1.5％。

本发明的有益效果是：