正交试验法优化导电聚吡咯驱动器制备工艺参数

导电聚合物具有广泛的应用前景,为制备出高性能的导电聚合物驱动器材料,现采用正交实验法对导电聚吡咯(PPy)的制备工艺参数进行优化,其中以吡咯为聚合单体,聚偏二氟乙烯(PVDF)为基材,双三氟甲烷磺酰亚胺锂(Li+TFSI-)为掺杂剂,通过磁控溅射—电化学沉积方法制备获得三层结构的聚吡咯驱动器材料.以1 V,2 V驱动电压下的位移大小为考察指标,采用正交试验法分析制备过程中电流密度、吡咯浓度、聚合时间及温度等因素对驱动器材料位移性能的影响.试验结果表明:对制备PPy位移性能影响的最大的因素是电流密度,最佳工艺参数组合为:A3B1C3D2.即电流密度可选择为0.15 mA/cm~2,吡咯浓度为0.1 mol/L,聚合温度由于影响不大可采用-25~-35℃之间的温度,聚合时间可选10 h.     

基于梁理论的导电聚合物驱动器等效模型及实验验证

导电聚合物因具有能耗小、质轻、柔韧性好等优异特性,在生物机器人和生物医学设备中具有广泛的应用前景。本文针对多层弯曲型聚吡咯导电聚合物驱动器搭建的实验系统,依据等效悬臂梁理论建立驱动器力学模型。测量驱动器施加（0~1v）低电压时的基体弯曲变形量,通过研究驱动器的弯曲位移与电压、力与电压的关系,建立电压与等效均布载荷的函数关系式。实验结果表明,电压与垂直方向位移成线性关系,当电压为1V时偏转位移可达到驱动器长度的一半,并且得出电压与应变的比例因子。最后,通过驱动器举起其自身重量约为5倍的重物移动2.71 mm,验证了驱动器顶端可以承受力。