[发明专利]一种离子聚合物金属复合材料基膜3D制备方法

摘要

本发明提出一种离子聚合物金属复合材料基膜3D制备方法，首先根据设定的Nafion与BaTiO₃质量比量取Nafion溶液和BaTiO₃纳米级粉末，其次将Nafion溶液浓缩至质量分数为15％，向浓缩好的Nafion溶液中滴入体积分数15％的二甲基亚砜，再向混合后的Nafion溶液加入BaTiO₃纳米级粉末，对混合溶液进行搅拌使溶液充分混合均匀，并消除溶液中的气泡；将得到的溶液浓缩蒸发后研磨得到纳米级颗粒；对得到的纳米级颗粒挤出创建Nafion前体细丝，然后利用Nafion前体细丝采用3D打印机进行设计实体的打印，得到基膜。本发明采用3D打印技术进行基膜打印，实现了变截面、空心等复杂结构的制造，而且可以打印较厚的基膜，制备出更厚更大的IPMC；通过合理的溶液配置工艺，解决了成型膜内部易起气泡等问题。

主权项

1.一种离子聚合物金属复合材料基膜3D制备方法，其特征在于：包括以下步骤：步骤1：在计算机辅助设计软件中创建待打印基膜结构的实体模型，并对实体模型进行分层切片；步骤2：量取Nafion溶液，并根据设定的Nafion与BaTiO₃质量比，计算所需BaTiO₃的质量；步骤3：将量取的Nafion溶液放入烘箱，浓缩至质量分数为15％；向浓缩好的Nafion溶液中滴入体积分数15％的二甲基亚砜，再向混合后的Nafion溶液加入按步骤2计算结果称量好的BaTiO₃纳米级粉末；最后对混合溶液进行搅拌使溶液充分混合均匀，并消除溶液中的气泡；步骤4：将步骤3得到的溶液倒入成型模具中，放入真空烘箱进行浓缩蒸发，且在真空烘箱中保持成型模具水平；浓缩蒸发后冷却至室温取出，然后进行研磨得到纳米级颗粒；步骤5：将步骤4得到的纳米级颗粒置入料斗，用挤出机为3D打印机创建Nafion前体细丝，并根据步骤1中分层切片设计采用3D打印机进行设计实体的打印，得到基膜。