Polímeros electroactivos

POLÍMEROS ELECTROACTIVOS EAP
- Un polímero electroactivo (EAP) es un material que se deforma cuando es sometido a una tensión eléctrica. Éstos se clasifican en dos
grupos principales:

2. EAP IÓNICOS (cambian su forma por acción de arrastre

1. EAP ELECTRÓNICOS (actuados por campos eléctricos

de iones en su interior):

y fuerzas de Coulomb) :

- Compuesto metal-polimero iónico (IMPC)- Gel de polímeros iónicos
- Polímeros conductores
- Nanotubos de carbono

- Elastómeros dieléctricos
- Elastómeros de cristal líquido
- Papel electrostrictivo
- Elastómeros electro-viscoelásticos
- Polimeros ferroeléctricos

ELASTÓMERO DIELÉCTRICO
¿QUÉ ES?

¿QUÉ MATERIALES SE UTILIZAN?

- Los elastómeros dieléctricos pertenecen a la clase de los EAP
electrónicos y poseenpropiedades destacadas de elongación,
alta densidad de energía, eficiencia y velocidad de respuesta.

¿QUÉ ES?

¿QUÉ MATERIALES SE UTILIZAN?

- Los IPMC son materiales de la clase de los polímeros electroactivos iónicos
- Un actuador de IPMC está compuesto por una membrana de
polímero dentro del cual se encuentran “cadenas” de polímero
a las cuales están sujetos aniones, cationes móviles y unsolvente (usualmente agua de-ionizada).

- METALES PRECIOSOS

¿CUÁL ES SU PRINCIPIO DE FUNCIONFUNCION
AMIENTO?
- La unidad básica de los actuadores de elastómero dieléctrico
consiste en una película de elastómero dieléctrico pasiva que se
intercala entre dos electrodos compatibles. En este arreglo, el
polímero actúa como un dieléctrico en un condensador compatible.
- Cuando una tensióneléctrica es aplicada entre los electrodos,
se produce un campo electrostático y las fuerzas electrostáticas
de las cargas de los electrodos aprietan uniformemente la película de elastómero y el polímero cambia su forma de dos maneras.

1. El material deberá tener una rigidez baja.
2. La constante dieléctrica debe ser alta.
3. La resistencia a la ruptura eléctrica debe ser alta.

¿CÓMOMEJORAR LA RESISTENCIA A
LA RUPTURA ELÉCTRICA?
- El estiramiento mecánico previo de la película de elastómero.
VENTAJAS DEL ELASTÓMERO PRE-ESTIRADO

1º) Debido a la atracción de las fuerzas opuestas, la película se
aprieta en dirección del grosor (hasta en un 380%)

LA TEMPERATURA ES INFERIOR A 20º
Cuando la temperatura no alcanza los
20º se mantiene completamente
abierto hasta que lastemperaturas
disminuyen

- En su forma mas común, un actuador IPMC es una delgada
tira de polímero, sujeta por un extremo y libre por el otro.

0,5 m
0,7 m

1m

DESVENTAJAS

- Se requieren bajos voltajes para actuar un IPMC.

- Presenta un comportamiento no lineal y un fuerte acoplamiento
entre sus dinámicas eléctrica, química y mecánica, lo cual
complica su control.

PLANTA E 1/20SECCIÓN E 1/20

- Las fuerzas logradas son menores a las alcanzadas por los
polímeros tipo electrónicos.

¿CUÁL ES SU PRINCIPIO DE FUNCIONAMIFUNCIONAMI
ENTO?

- La aplicación de un voltaje mayor al voltaje de electrólisis
causa una degradación en el comportamiento
del material.

1,2 m

ESTRUCTURA
INTERNA DE UN
IPMC

- Cuando un voltaje es aplicado a través de electrodos,generalmente
fabricados de algún metal precioso, ocurre un cambio en la concentración de iones inducido por el campo eléctrico, el cual atrae los
cationes y estos arrastran el solvente, lo cual provoca deflexión hacia
uno de los electrodos.

- A la izquierda, los
cationes fijos estan
distribuidos uniformemente, a la derecha, la
presencia de un potencial forza a los aniones a
moverse hacia elelectrodo de polaridad
opuesta

- Esta deflexión causa una inflamación en uno de los lados y el adelgazamiento en el otro, dada la distribución no uniforme del agua.

ALZADO

ESTADO DE ARTE DE LOS EAP

1. Al disminuir el espesor de la película, el voltaje necesario para

2º) Las fuerzas repelentes entre las cargas similares en ambos
electrodos provocan una expansión linear de la...