湿度对IPMC材料含水量及其电致变形特性的影响

摘要

本文通过实验研究了不同湿度条件下IPMC 材料内部含水量的变化规律及其对IPMC 电致变形特性的影响.首先研究了不同湿度条件下IPMC 材料的平衡含水量,结果表明平衡含水量与初始含水量有关,脱湿比吸湿过程测量的平衡含水量要高.然后,研究了一定湿度条件下,IPMC 材料通过吸湿/脱湿达到含水量平衡的质量变化过程,实验表明其质量随时间呈指数增/减变化规律,可用扩散方程描述了含水量变化的动态过程.最后,通过实验研究了不同含水量下的电致变形特性,结果表明,以饱和吸水为初始状态,随着含水量减少,IPMC材料松弛变形效应减弱直至消失;阳极变形在最初阶段随着含水量减小而逐步增大,但随着含水量进一步减少,阳极变形呈减小趋势.当环境湿度为70%RH,IPMC 材料变形过程无松弛现象,且阳极变形最大,表现出最好的驱动性能.