[发明专利]离子聚合物金属复合物基膜表面定向粗化装置

说明书

本发明公开了一种离子聚合物金属复合物基膜表面定向粗化装置，包括机架、执行机构、载荷和夹具，所述夹具用于固定待处理的基膜，载荷包括叉轮，叉轮的底部顺序设置连接块、调节螺母、弹簧轴和套接在弹簧轴上的弹簧，执行机构包括电机、曲柄、连杆和滑块等，执行机构带动载荷沿预设的路径对基膜进行定向粗化处理，载荷的弹簧长度可通过螺杆上的螺母调节，从而实现打磨压力的连续调节。本发明的装置结构简单，易于调节，能够实现IPMC制备过程中基膜粗化工艺的机械化和标准化，保持稳定的保持打磨压力，使IPMC基膜得到方向性和均匀性较好的表面形貌，同时也适用于其它薄膜类材料的表面处理。

技术领域

本发明涉及材料制备技术领域，特别是涉及一种离子聚合物金属复合物基膜表面定向粗化装置。

背景技术

离子聚合物金属复合物(即IPMC,Ionic Polymer-Metal Composite)材料是一种离子聚合物和金属复合而成的材料，是通过在离子交换聚合物薄膜(如Nafion膜)内部及表面沉积惰性金属(如Pt、Au等)制得。为了获得性能更佳的IPMC材料，在沉积惰性金属之前，要先对基膜进行定向粗化处理。

IPMC材料性能与聚合物基底和金属电极间交界面的形貌密切相关，而定向的表面粗化沟槽能极大地提高IPMC的力输出性能，但在以往的制备工艺中，往往采用手工粗化，没有专门针对IPMC基膜定向粗化的设备，而手工的打磨的不可控因素太多，很难保证基膜表面形貌的方向性和均匀性，这极大地限制了IPMC材料性能的提升。因此有必要设计一种专门用于IPMC基膜粗化的设备。

发明内容

发明目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种离子聚合物金属复合物基膜表面定向粗化装置，该装置实现了IPMC制备过程中基膜粗化工艺的机械化和标准化，能够使基膜获得稳定可控的表面形貌。

技术方案：为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种离子聚合物金属复合物基膜表面定向粗化装置，其特征在于：包括机架、执行机构、载荷和夹具，所述机架为框架结构，机架包括底板、顶板和若干支撑梁，夹具安装在底板上，夹具用于固定待处理的基膜，载荷安装在顶板的底部，执行机构设置于载荷和夹具之间，执行机构带动载荷沿预设的路径对基膜进行定向粗化处理；

所述载荷包括叉轮，叉轮的底部顺序设置连接块、调节螺母、弹簧轴和套接在弹簧轴上的弹簧，机架的顶板的底部设有第一滑轨，叉轮的顶部可移动地安装在第一滑轨内；

所述执行机构包括电机、曲柄、连杆和滑块，电机的输出轴、曲柄的两端和连杆的一端依次连接，连杆的另一端连接滑块，机架的底板上设有第二滑轨，滑块由电机带动在第二滑轨上运动；

所述滑块的上表面设有用于供弹簧轴和弹簧插入的阶梯孔和研磨剂添加孔，弹簧轴下端与阶梯孔为间隙配合，弹簧的上端和下端分别与调节螺母和滑块接触，滑块的底端设置连通研磨剂添加孔的研磨剂储存槽。

作为优选，所述夹具包括压块和紧固螺钉，底板的上表面设有位于第二滑轨内且低于第二滑轨底壁的凹槽、底板的侧面设有螺纹孔，压块放置于凹槽中，紧固螺钉的形状和尺寸与底板上的螺纹孔的形状和尺寸适配。

作为优选，所述凹槽为长方形结构，压块根据不同的粗化要求横向或纵向安装在凹槽内。

作为优选，所述待处理的基膜铺在压块上且基膜的两侧夹在压块和凹槽之间的缝隙中，紧固螺钉用于给压块施加压力、固定基膜。

作为优选，所述弹簧和阶梯孔之间还设有垫片。

作为优选，所述机架的底板还设有位于第二滑轨外侧的固定孔，电机固定在底板上的固定孔中。

作为优选，所述机架的底板的外壁上还设有用于固定支撑梁底端的定位槽。

作为优选，所述基膜的厚度范围为0.05～0.5mm。