電活性聚合物是一種在電場作用下能夠改變自身形態(tài)及尺寸的智能材料。隨著其性能的提高,電活性聚合物在人工肌肉領(lǐng)域的應(yīng)用也越來越廣泛。電活性聚合物按致動(dòng)機(jī)理的分類方法可以分為電子型聚合物和離子型聚合物。針對(duì)傳統(tǒng)離子凝膠電驅(qū)動(dòng)器的聚合物與交聯(lián)劑存在毒性大、生物兼容性差、成本高昂等問題,本文采用海藻酸鈉作為聚合物制造海藻酸鈣凝膠電驅(qū)動(dòng)器,確定海藻酸鈣凝膠電驅(qū)動(dòng)器的制備工藝;闡明生物凝膠電驅(qū)動(dòng)器偏轉(zhuǎn)機(jī)理;通過生物交聯(lián)方法對(duì)電活性聚合物進(jìn)行交聯(lián),研究交聯(lián)時(shí)不同影響因素對(duì)海藻酸鈣凝膠電驅(qū)動(dòng)器響應(yīng)性能的影響規(guī)律。通過實(shí)驗(yàn)測試不同CaCl₂濃度、海藻酸鈣凝膠膜厚度對(duì)驅(qū)動(dòng)器的響應(yīng)性能的影響規(guī)律。隨著CaCl₂濃度的增加,海藻酸鈣凝膠電驅(qū)動(dòng)器偏轉(zhuǎn)位移隨之增加,達(dá)到一定濃度0.9g/L時(shí)偏轉(zhuǎn)位移最大,隨后偏轉(zhuǎn)位移減小,過凝膠濃度1.0g/L反應(yīng)制備的電驅(qū)動(dòng)器偏轉(zhuǎn)位移最小,響應(yīng)速度變化規(guī)律和偏轉(zhuǎn)位移變化規(guī)律一致。隨著增塑劑甘油濃度的增加,海藻酸鈣凝膠電驅(qū)動(dòng)器的偏轉(zhuǎn)位移逐漸變小,加入0.67%的甘油效果最好,不加甘油的電驅(qū)動(dòng)器偏轉(zhuǎn)位移稍微小,響應(yīng)速度大,加入0.67%甘油... 

【文章來源】：哈爾濱工程大學(xué)黑龍江省 211工程院校

【文章頁數(shù)】：74 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

自驅(qū)動(dòng)仿生機(jī)械魚+

微型拾取裝置

?Ч???輳琓erasawa等采用二氧化錳多壁碳納米管制造了離子凝膠電致動(dòng)器，對(duì)比發(fā)現(xiàn)雙電層電容遠(yuǎn)大于氧化釕電極的驅(qū)動(dòng)器與單壁碳納米管的驅(qū)動(dòng)器。Terasawa等還針對(duì)多壁碳納米管的羧基化進(jìn)行了研究，發(fā)現(xiàn)經(jīng)過羧基化處理的多壁碳納米管的驅(qū)動(dòng)應(yīng)變可達(dá)到0.78%-0.80%，比單壁碳納米管提高了2倍，但是其增強(qiáng)機(jī)理還需進(jìn)一步研究[27]。研究顯示，多壁碳納米管在形貌調(diào)控方面比單壁碳納米管更易操作，而電極形貌特性會(huì)影響離子在其內(nèi)部的傳輸，Liu等針對(duì)碳納米管的陣列結(jié)構(gòu)進(jìn)行研究，制備了多壁碳納米管陣列電極離子型驅(qū)動(dòng)器[28]，如圖1.3所示。圖1.3陣列碳納米管驅(qū)動(dòng)器結(jié)構(gòu)多壁碳納米管陣列電極離子型驅(qū)動(dòng)器具有獨(dú)特的垂直陣列形貌，可以為其內(nèi)部的離子提供更易傳輸?shù)碾x子通道，并使沿驅(qū)動(dòng)器致動(dòng)形變方向上的應(yīng)變?cè)龃�，使電�?qū)動(dòng)器在外加電壓4V，頻率0.5Hz時(shí)，可達(dá)到高于8%的應(yīng)變，最大應(yīng)變速率達(dá)到10%s1[29]。目前，關(guān)于海藻酸鈣凝膠作為EAP材料的研究很少，主要作為醫(yī)用材料在醫(yī)學(xué)方面研究較多。當(dāng)海藻酸鈉與Ca2+接觸時(shí)發(fā)生反應(yīng)，通過GG結(jié)構(gòu)單元中的羧基氧、羥基氧和環(huán)間氧與Ca2+配位而瞬間凝膠化，形成具有“蛋格”結(jié)構(gòu)的海藻酸鈣凝膠[30]，A.Atala,W.Kimd等將其作為藥物控制釋放領(lǐng)域，K.Y.Lee等將其作為人造皮膚等生物醫(yī)用材料[31]。ToshihisaYotsuyangagi等研究了海藻酸鈣水凝膠的pH響應(yīng)性，H.K.Ju等研究了海藻酸鈣/聚N-異丙基丙烯酞胺的半交聯(lián)互穿聚合物網(wǎng)絡(luò)水凝膠的pH和溫度刺激響應(yīng)性[32]。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]淀粉凝膠類食品硬度測定裝置的研制[J]. 冷進(jìn)松,戴媛,劉長虹.  食品與機(jī)械. 2014(02)
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碩士論文
[1]基于殼聚糖凝膠人工肌肉響應(yīng)特性的研究[D]. 王禹健.哈爾濱工程大學(xué) 2016
[2]生物凝膠電驅(qū)動(dòng)器的運(yùn)動(dòng)壽命研究[D]. 畢紅時(shí).哈爾濱工程大學(xué) 2016
[3]基于ATRP反應(yīng)的水凝膠微球的制備與表征[D]. 王國峰.河南工業(yè)大學(xué) 2014
[4]產(chǎn)谷氨酰胺轉(zhuǎn)胺酶的茂原鏈霉菌的發(fā)酵優(yōu)化及誘變育種[D]. 田沛霖.華東師范大學(xué) 2013
[5]海藻酸鹽薄膜的制備、表征及其電化學(xué)研究[D]. 李謙謙.青島大學(xué) 2012
[6]卡拉膠纖維的制備與性能研究[D]. 尹利眾.青島大學(xué) 2010



本文編號(hào)：3301452