新型ipmc納米復(fù)合材料的制備及性能研究

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1、北京化工大學(xué)學(xué)位論文原創(chuàng)性聲明本人鄭重聲明：所呈交的學(xué)位論文，是本人在導(dǎo)師的指導(dǎo)下，獨(dú)立進(jìn)行研究工作所取得的成果。除文中已經(jīng)注明引用的內(nèi)容外，本論文不含任何其他個(gè)人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的作品成果。對(duì)本文的研究做出重要貢獻(xiàn)的個(gè)人和集體，均己在文中以明確方式標(biāo)明。本人完全意識(shí)到本聲明的法律結(jié)果由本人承擔(dān)。作者簽名：—◆移訊日期：厶f”≥關(guān)于論文使用授權(quán)的說明學(xué)位論文作者完全了解北京化工大學(xué)有關(guān)保留和使用學(xué)位論文的規(guī)定，即：研究生在校攻讀學(xué)位期間論文工作的知識(shí)產(chǎn)權(quán)單位屬北京化工大學(xué)。學(xué)校有權(quán)保留并向國家有關(guān)部門或機(jī)構(gòu)送交論文的復(fù)印件和磁盤，允許學(xué)位論文被查閱和借閱；學(xué)?？梢怨紝W(xué)位論文的

2、全部或部分內(nèi)容，可以允許采用影印、縮印或其它復(fù)制手段保存、匯編學(xué)位論文?？谡撐臅翰还_(或保密)注釋：本學(xué)位論文屬于暫不公開(或保密)范圍，在一年解密后適用本授權(quán)書。f啪E暫不公開(或保密)論文注釋：本學(xué)位論文不屬于暫不公開(或保密)范圍，適用本授權(quán)書。作者簽名：勱墊導(dǎo)師簽名：日期：∥絳．b．2，加件．石．鄉(xiāng)學(xué)位論文數(shù)據(jù)集jIIIIIiIIIIIIillIIIIIIilllIII)Y2628682中圖分類號(hào)TB34學(xué)科分類號(hào)430．50論文編號(hào)1001020141299密級(jí)否學(xué)位授予單位代碼10010學(xué)位授予單位名稱北京化工大學(xué)作者姓名石月學(xué)號(hào)2011201299獲學(xué)位專業(yè)名稱材料科

3、學(xué)與工程獲學(xué)位專業(yè)代碼080500課題來源國家自然基金研究方向功能高分子材料論文題目新型IPMC納米復(fù)合材料的制備及性能研究關(guān)鍵詞離子聚合物一金屬復(fù)合物，磺化反應(yīng)，嵌段聚合物，致動(dòng)性。氧化石墨論文答辯日期2014．05-24。論文類型基礎(chǔ)研究學(xué)位論文評(píng)閱及答辯委員會(huì)情況姓名職稱工作單位學(xué)科專長指導(dǎo)教師崔秀國教授北京石油化工學(xué)院高分子功能材料評(píng)閱人1劉洋教授北京石油{tI學(xué)院高分子復(fù)合材料評(píng)閱人2陳曉農(nóng)教授北京化工大學(xué)生物智能材料評(píng)閱人3評(píng)閱人4評(píng)閱人5管事端委員會(huì)主席陳曉農(nóng)教授北京化工大學(xué)生物智能材料答辯委員1武光明教授北京石油化工學(xué)院納米薄膜材料答辯委員2周海教授北京石油化工學(xué)院材

4、料表面強(qiáng)化答辯委員3劉太奇教授北京石油{L-r學(xué)院環(huán)境友好材料答辯委員4盧一民教授北京石油{tI學(xué)院光伏器件研發(fā)答辯委員5注：一．論文類型：1．基礎(chǔ)研究2．應(yīng)用研究3．開發(fā)研究4．其它二．中圖分類號(hào)在《中國圖書資料分類法》查詢。三．學(xué)科分類號(hào)在中華人民共和國國家標(biāo)準(zhǔn)(GBFF13745—9)《學(xué)科分類與代碼》中查詢。四．論文編號(hào)由單位代碼和年份及學(xué)號(hào)的后四位組成。摘要新型IPMC納米復(fù)合材料的制備及性能研究本論文研究了離子聚合物-金屬復(fù)合物(Ionicpolymer-metalcomposites，IPMC)的制備工藝及機(jī)電性。IPMC是一類電活性材料，具有驅(qū)動(dòng)電壓低、致動(dòng)力密度高的

5、特點(diǎn)，在生物應(yīng)用、仿生領(lǐng)域有廣闊的應(yīng)用前景。該類材料的基本構(gòu)成是離子聚合物基體膜及其兩側(cè)的電極。常用的基體膜材料多為全氟磺酸膜，這種膜價(jià)格昂貴，難以被廣泛應(yīng)用；在IPMC電極材料方面，貴金屬電極雖有良好的導(dǎo)電性能，但昂貴的價(jià)格和復(fù)雜的工藝限制了其應(yīng)用與發(fā)展。因此，研究新型的離子聚合物基體及與之相匹配的新型電極成為了熱點(diǎn)。本課題從材料自身結(jié)構(gòu)出發(fā)，通過無皂乳液聚合，合成了聚醋酸乙烯酯-丙烯酸(P(VAc．CO—AA))；通過磺化反應(yīng)，合成了磺化聚[苯乙烯／(L烯-丙烯)／苯乙烯](s—SEPS)和磺化聚[苯乙烯／(L烯一丁烯)／苯乙烯】(S．SEBS)聚合物，并且研究了這三種聚合物結(jié)構(gòu)

6、與性能之間的關(guān)系，從中選取了合適的基體材料。采用石墨烯為納米填料，制備了離子聚合物一石墨烯納米復(fù)合材料基質(zhì)膜，探討了石墨烯含量與材料結(jié)構(gòu)、性能之間的關(guān)系。在電極的選取方面，考察了導(dǎo)電聚合物與金屬電極。利用化學(xué)氧化法，使富集在離子聚合物基體表面的吡咯原位聚合形成一層較為致f密的聚吡咯電極；通過金屬絡(luò)合物還原過程，制備銀電極。本研究通過各種測試手段對(duì)其導(dǎo)電能力和致動(dòng)性能進(jìn)行了測試研究。本文研究工作得到了國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目“新型納米IPMC的設(shè)計(jì)合成及其機(jī)電性能研究”(項(xiàng)目批準(zhǔn)號(hào)：51063009)和北京市自然基金項(xiàng)目“石墨增強(qiáng)IPMC人工肌肉新材料的制備與性能研究”(項(xiàng)目批準(zhǔn)號(hào)：209

7、2013)的資助。關(guān)鍵詞：離子聚合物一金屬復(fù)合物，磺化反應(yīng)，嵌段聚合物，致動(dòng)性，氧化石墨I(xiàn)IABSTRACTTHEPREPARATIoNANDPERFoRMANCESTUDYOFIPMCNANOCoMPOSITEThispaperstudiedthepreparationandmechanicalpropertiesofIonicpolymer—metalcomposites(IPMC)．IPMCiSakindofelectroactivematerial