[发明专利]一种IPMC材料的阵列式电极的制备装置及其制备方法

说明书

本发明涉及一种IPMC材料的阵列式电极的制备装置，包括两个相对设置的模具夹板，分别置于基体膜的两侧，所述模具夹板上设有阵列式分布的若干阵列孔；两个储液腔，分别连通两个模具夹板的阵列孔，所述阵列孔连通储液腔和所述基体膜，将所述储液腔内的反应液通过所述阵列孔引流至基体膜表面，使所述反应液与所述基体膜呈阵列式分布的点状接触；连通两个储液腔的第一管道；连接至少一个储液腔的进液口，且提供了相应的制备方法，该装置大大简化了IPMC阵列式电极的制备的工艺过程，提高效率，降低成本。

技术领域

本发明涉及一种电极的制备装置和制备方法，尤其涉及一种IPMC材料的阵列式电极的制备装置及其制备方法。

背景技术

离子聚合物-金属复合材料（Ionic polymer-metal composites, IPMC）属于电致动聚合物材料（Electroactive polymer, EAP），这种材料在较低的电压作用下，可以产生较大的弯曲变形，在电压撤去后变形消失。若在外载荷的作用下使其弯曲变形，则其也可以在上下表面产生可以测量的电信号。它还具有质量轻、柔韧性好、运动灵活、易于成形以及经受大变形不易疲劳等特点，被誉为“人工肌肉”材料。

IPMC材料是有一层离子交换膜和附着于其上下两个表面的两层金属电极构成的类似于三明治的结构，在中间的离子交换膜中有着金属阳离子和溶剂分子。当在其上下两个表面加一个电压时，金属阳离子就会带着溶剂分子向着阴极一侧移动，使阴极一侧膨胀，阳极收缩，产生弯曲变形，此种特性可用于驱动。同理，若使得IPMC材料产生变形，则其内部的金属阳离子会向一侧聚集，外部表现为在IPMC的上下表面存在电位差，此种特性可用于传感。

IPMC材料的传统制备工艺需要将一整块Nafion膜放到容器中与贵金属盐溶液进行离子交换，然后取出与反应液发生化学反应形成金属电极，这一过程需反复进行。因此需要每次在与溶液反应后从溶液中取出，然后放入到另一种溶液中去，这样的操作非常耗时。现有IPMC材料的阵列制备工艺一般采用柔性胶带作为掩膜版，把不需要镀电极的地方用胶带遮盖。但在反复制备的过程中，Nafion膜会发生收缩和溶胀，导致柔性胶带极易脱落，总体制备效果较差。

发明内容

本发明为了解决现有IPMC阵列式电极制备过程复杂，制备方法繁琐的问题，针对于IPMC材料的驱动和传感方面的优良特性，提出了一种用于IPMC材料的阵列化电极的制备装置。该装置大大简化了IPMC阵列式电极的制备的工艺过程，提高效率，降低成本。

本发明为了解决上述问题，所采取的技术方案为：一种IPMC材料的阵列式电极的制备装置，包括

两个相对设置的模具夹板，分别置于基体膜的两侧，所述模具夹板上设有阵列式分布的若干阵列孔；

两个储液腔，分别连通两个模具夹板的阵列孔，所述阵列孔连通储液腔和所述基体膜，将所述储液腔内的反应液通过所述阵列孔引流至基体膜表面，使所述反应液与所述基体膜呈阵列式分布的点状接触；

连通两个储液腔的第一管道；

连接至少一个储液腔的进液口。

进一步的，所述储液腔设置在腔体板内，由所述腔体板一侧向另一侧挖取腔体形成所述储液腔。

进一步的，所述第一管道两端可拆卸的安装在所述储液腔侧壁上。

进一步的，所述第一管道通过第二管道连接所述储液腔，所述第二管道设置在腔体板内，所述第二管道连通所述储液腔，所述第二管道通向所述腔体板外。

进一步的，所述第二管道垂直所述储液腔侧壁设置。

进一步的，所述储液腔设置在腔体板上，在所述腔体板上挖取通腔形成所述储液腔，所述储液腔的一端开口正对所述模具夹板上阵列式分布的若干阵列孔，另一端开口通过盖板密封。