离子聚合物金属复合物基膜打磨粗化和校直装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及离子聚合物金属复合物，尤其是涉及一种离子聚合物金属复合物基膜打磨粗化和校直装置。
【背景技术】
[0002]离子聚合物金属复合物材料(IPMC)是在全氟磺酸质子交换膜(Naf1n)上下层镀上金属铂电极，形成的一种“三明治”结构的智能材料。IPMC的制备流程是浇铸Naf1n基膜，Naf 1n基膜打磨粗化，离子交换过程，化学还原反应镀电极。
[0003]现在实验室中Naf1n基膜的打磨粗化方式主要有砂纸打磨、化学腐蚀、等离子刻蚀、热压处理以及喷砂处理等。对比这几种打磨方式，由于砂纸打磨的方向性，砂纸打磨制备的IPMC更加简便有效。
[0004]中国专利CN103465147 A—种IPMC材料基体膜的糙化工艺中，利用的是将基膜固定在凹腔中，Naf 1n基膜中铺磨料，使用打磨锤拉动磨料打磨，其手工的打磨方法，打磨的均匀性、打磨的力度、粗化的程度等不易掌控;打磨过程中会引入应力，使基膜变形，对后续化学镀电极制备的IPMC性能和功能有很大的影响；同时在厚膜打磨为薄膜的过程中，强度太大、去除厚度不易掌控。
[0005]多片打磨劳动强度大、效率低。手工打磨不适合大片材、多片材和对厚度的精度要求较高的基膜处理，更满足不了未来对于IPMC工业化生产的需求。
【发明内容】
[0006]本发明的目的是为了克服现胡实验室制备IPMC材料过程中，传统手工打磨Naf1n膜的不便，大片、多片打磨时工作量大，精准度不高，尺寸无法控制等缺点，提供可实现可控自动机械打磨，满足同向、均匀度、精准度要求的一种离子聚合物金属复合物基膜打磨粗化和校直装置。
[0007]本发明设有打磨机构、第I电机、电机座、机架、电路控制器、第2电机、第3电机、齿轮滑板机构、Naf 1n膜、调节螺杆机构;所述打磨机构安装在机架上，用于实现Naf 1n的打磨粗化以及校直，打磨机构设有砂纸、打磨滚、砂纸锁紧装置、四角螺母。砂纸锁紧装置包括转杆、第I弹簧、压紧块;第I电机、第2电机分别安装在电机座和机架上，分别为上下打磨滚提供动力；齿轮滑板机构(齿轮齿条机构)安装在机架上，由第3电机提供动力，为实现Naf 1n的打磨提供长度方向的进给。齿轮滑板机构设有齿轮滑板部件、齿轮。齿轮滑板部件包括齿轮滑板、长条压板、螺母、螺钉;调节螺杆机构(螺旋机构)安装在机架上，用于调节打磨机构中上、下打磨滚之间的距离，控制打磨的粗糙度和打磨厚度。调节螺杆机构包括螺杆、第2弹簧、轴承座。
[0008]本发明提供精确的厚度的打磨，并且确保了Naf 1n的平直度。
[0009]传统的手工打磨的Naf1n基膜，由于打磨力不均匀，膜内将产生应力，表现出在IPMC镀电极后，IPMC会产生形变，影响IPMC的性能和功能。
[0010]本发明的优点在于:(1)较手工打磨，基膜的均匀度高、精度高、打磨尺寸可控。当手工进行基膜粗化时，大尺寸基膜，工作量大，粗化的均匀性差，特别是大去除量时，采用手工打磨，尺寸的均匀性和精准度无法控制；改善梯度基膜打磨的尺寸精度不可控问题。(2)可以通过校直，去除基膜的应力。当手工打磨基膜时，由于用力不均，基膜会有局部的变形和应力，通过校直，去除基膜的应力。(3)调节螺杆中，单个螺杆可调，可实现均匀高度的打磨及多种去除高度的打磨，达到基膜不同厚度的特定要求。(4)效率高，使用方便，节省人力。(5)装置简易、体积小、便携。
【附图说明】
[0011]图1为本发明实施例的整体结构组成示意图。
[0012]图2为本发明实施例的上打磨滚的部件图及局部放大图。
[0013]图3为本发明实施例的打磨滚中锁紧装置装配图。
[0014]图4为本发明实施例的打磨滚中锁紧装置局部剖视图。
[0015]图5为本发明实施例的齿轮滑板机构装配图。
[0016]图6为本发明实施例的滑板的装配图。
[0017]图7为本发明实施例的螺杆机构装配图。
[0018]图中标号:1、第I电机;2、电机座;3、机架;4、电路控制器;5、打磨机构(5-1、砂纸；5-2、打磨滚;5-3、砂纸锁紧装置;5-3-1、转杆;5-3-2、第I弹簧;5-3-3、压紧块;5_4、四角螺母)；6、第2电机;7、第3电机;8、齿轮滑板机构(8-1、齿轮滑板部件;8-1-1、齿轮滑板;8_1_2、长条压板;8-1-3、螺母;8-1-4、螺钉;8-2、齿轮)；9、Naf1n基膜；10、调节螺杆机构(10-1、螺杆;10-2、第2弹簧;10-3、轴承座)。
【具体实施方式】
[0019]如图1?7所示，本发明实施例设有第I电机1、电机座2、机架3、控制电路4、打磨机构5、第2电机6、第3电机7、齿轮滑板机构8、Naf 1n基膜9、调节螺杆机构10。打磨机构5安装在机架3上，实现Naf 1n基膜9的打磨粗化以及校直，去应力。打磨机构5设有砂纸5-1、打磨滚5-2、砂纸锁紧装置5-3、四角螺母5-4 ο砂纸锁紧装置5-3包括转杆5-3-1、弹簧5_3_2、压紧块5-3-3，实现砂纸的锁紧;第I电机、第2电机6分别安装在电机座2和机架3上，分别为上下打磨滚提供动力;齿轮滑板机构8(齿轮齿条机构)安装在机架3上，由第3电机7提供动力，为实现Naf1n基膜9的打磨提供长度方向的进给。齿轮滑板机构8设有齿轮滑板部件8-1、齿轮8_2。齿轮滑板部件8_1包括齿轮滑板8_1_1、长条压板8_1-2、螺母8_1-3、螺钉8_1-4;调节螺杆机构10(螺旋机构)安装在机架3上，调节打磨机构5中上下打磨滚之间的距离，控制打磨的粗糙度和打磨的厚度。调节螺杆机构10包括螺杆10-1、第I弹簧10-2、轴承座10-3。
[0020]控制电路4的输出端与第I电机1、第2电机6和由第3电机7连接，Naf1n基膜9固定在齿轮滑板机构8上。
[0021 ]使用时，将砂纸5-1分别套在上下打磨滚5-2上，多余部分折叠到打磨滚5-2的内侧，转动砂纸锁紧装置5-3，对砂纸5-1进行锁紧，拧紧四角螺母5-4，固定砂纸锁紧装置5-3。将Naf 1n基膜9通过压板8-1-2、螺钉8-1-4、螺母8-1-3固定在滑板8-1-1上。通过旋转调节螺杆10-1，调节上下打磨滚之间的距离，控制打磨去除的高度。旋转调节螺杆10-1时，需要逐个螺杆调节，可以实现均匀高度的打磨且可以实现针对一个基膜不同的去除高度，达到一片基膜多种的厚度的特定要求。通过控制电路4驱动控制3个电机的协调运动，可以实现单向单面打磨、单向双面打磨、双向(来回往复)单面打磨、双向双面打磨。对于已经打磨过的Naf 1n基膜需要去除应力的，不用安装砂纸，通过调节螺杆将打磨滚调节到适合的位置，通过电路控制器控制3个电机和打磨滚的运动。由于打磨滚与基膜之间的力的作用，以实现校直和去除应力的目的。
[0022]本发明是制备离子聚合物金属复合物材料(IPMC)的Naf 1n基膜打磨粗化和校直装置，打磨机构安装在机架上，实现Naf1n的打磨粗化以及校直;第I电机、第2电机分别安装在电机座和机架上，分别为上下打磨滚提供动力;齿轮滑板机构(齿轮齿条机构)，安装在机架上，由第3电机提供动力，为实现Naf 1n的打磨提供长度方向的进给;调节螺杆机构(螺旋机构)安装在机架上，调节打磨机构中上下打磨滚之间的距离，控制打磨的粗糙度和打磨去除的厚度。
【主权项】
1.离子聚合物金属复合物基膜打磨粗化和校直装置，其特征在于设有打磨机构、第I电机、电机座、机架、电路控制器、第2电机、第3电机、齿轮滑板机构、Naf 1n膜、调节螺杆机构；所述打磨机构安装在机架上，用于实现Naf1n的打磨粗化以及校直，打磨机构设有砂纸、打磨滚、砂纸锁紧装置、四角螺母;砂纸锁紧装置包括转杆、第I弹簧、压紧块;第I电机、第2电机分别安装在电机座和机架上，分别为上下打磨滚提供动力;齿轮滑板机构安装在机架上，由第3电机提供动力，用于实现Naf 1n的打磨提供长度方向的进给;齿轮滑板机构设有齿轮滑板部件、齿轮;齿轮滑板部件包括齿轮滑板、长条压板、螺母、螺钉;调节螺杆机构安装在机架上，用于调节打磨机构中上、下打磨滚之间的距离，控制打磨的粗糙度和打磨厚度；调节螺杆机构包括螺杆、第2弹簧、轴承座。
【专利摘要】离子聚合物金属复合物基膜打磨粗化和校直装置，涉及离子聚合物金属复合物。设有打磨机构、第1电机、电机座、机架、电路控制器、第2电机、第3电机、齿轮滑板机构、Nafion膜、调节螺杆机构；打磨机构安装在机架上，打磨机构设有砂纸、打磨滚、砂纸锁紧装置、四角螺母；砂纸锁紧装置包括转杆、第1弹簧、压紧块；第1电机、第2电机分别安装在电机座和机架上，齿轮滑板机构安装在机架上，由第3电机提供动力，为实现Nafion的打磨提供长度方向的进给。齿轮滑板机构设有齿轮滑板部件、齿轮。齿轮滑板部件包括齿轮滑板、长条压板、螺母、螺钉；调节螺杆机构安装在机架上。调节螺杆机构包括螺杆、第2弹簧、轴承座。
【IPC分类】B24B1/00, B29C53/18
【公开号】CN105538049
【申请号】CN201610072559
【发明人】赵扬, 吕俊, 孟庆龙, 姜佳昕, 马帅, 陆晓菲, 罗晗梅
【申请人】厦门大学
【公开日】2016年5月4日
【申请日】2016年2月2日