离子聚合物基——金属复合材料Ion-exchange Polymer Metal Composite（IPMC）惯常可用作机器人的滑膜关节传动装置,由于它具有特殊的优异性:材质柔软、结构单元简化、质量轻巧等。IPMC是一类新型的离子型电活性高分子智能材料,在20世纪八九十年代时,对IPMC的研究已经引起了研究学者们的普遍重视。日前,IPMC的制备工艺都是在Nafion薄膜表面层上镀上贵重金属作为电极,但是由于这种IPMC材质却存在价格高昂等缺点,因此,我将采用磺酸基水性聚氨酯材料作为IPMC的基体。并对电极进行了优化处理,以期望能克服它的缺点。水性聚氨酯具有无污染、没有化学毒性、不可燃等优异特点,也同时获得了良好的成膜性能和机械性能,分子结构还可以通过调节原材料的组成配比方式来加以控制。日前,水性聚氨酯的研发重点主要聚集于改性方面。聚苯胺材料的导电性能好、对环境条件友好、掺杂机制独特,但其加工稳定性差,严重制约着产品发展。此研究结合了磺酸型水性聚氨酯与聚苯胺材料的特性,并较好的设计出了WPU/PANI导电材料。它将成为磺酸盐水性聚氨酯功能研究的重要一步。以及IPMC材料具有机电转换特性,通入电压时会发生一定方向的弯曲,更改电压方向时发生反向弯曲。施加电压的强弱也决定了位移大小和力大小,具有优异的可控性能,可作为电致动器使用。现在我们拟以离子型聚氨酯为IPMC的基体,再通过化学镀的工艺在其上镀金属钯的金属电极,以生产新的IPMC结构,希望获得同样的机械转换特性。本论文主要可分为以下几大部分:首先是磺酸盐型水性材料聚氨酯/聚苯胺（SWPU/PANI）导电复合材料的制备及性能研究;其次是磺酸盐水性聚氨酯/钯复合导电材料的制备及性能研究;最后是关于Nafion/聚氨酯复合膜的制备过程和性能研究。（1）以异佛尔酮二异氰酸酯（IPDI）、聚己二酸丁二醇酯二醇（PBA）、聚四氢呋喃醚二醇（PTMEG）为原料,以氨基磺酸钠（A95）作为主要的亲水的扩链剂,制成了不同R值的磺酸盐型聚氨酯;以苯胺为单体,再以过硫酸铵（APS）氧化苯胺单体聚合得到聚苯胺,与磺酸型水性聚氨酯膜复合制得SWPU/PANI导电复合材料。实验结果显示:当苯胺质量分数为20%,用过硫酸铵溶液作氧化剂时,n（APS）/n（苯胺）=1,p H为1.5～2时,SWPU/PANI复合物的导电性能良好。从FTIR图谱中找到了聚苯胺的特征峰,证明它在WPU上复合成功;扫描电子显微镜（SEM）显示,苯胺复合后的导电复合膜表面的粗糙度增大。在紫外——可见光谱中,在600nm附近出现了双极化子的过渡峰,结果表明,聚合后的苯胺分子中的醌环没有了,形成了完全掺杂的聚苯胺。（2）以磺酸型聚酯多元醇取代SWPU制备工艺中软段的PBA,用同种方法制备了一系列磺酸基水性聚氨酯。并用金属钯对其进行化学镀,制备了钯/水性聚氨酯（Pd/SWPU）导电复合材料。FTIR红外光谱和SEM的结果显示:制备出了另一类磺酸型水性聚氨酯和Pd/水性聚氨酯导电材料,并呈现出了良好的致动性能,而且可以看出它的夹心结构。（3）以Nafion溶液和以聚己二酸丁二醇酯二醇（PBA）、聚四氢呋喃醚二醇（PTMEG）、异佛尔酮二异氰酸酯（IPDI）作为原料、氨基磺酸钠（A95）为亲水扩链溶剂制备的WPU乳液,通过溶液铸造法,制备了不同R值的磺酸型水性聚氨酯/Nafion的共混膜。SWPU添加量为40%时,与Nafion膜的性能变化不大,可替代其使用。并用金属钯对SWPU/Nafion膜进行化学镀,生成了另一类的新型离子聚合物——金属复合材料。对共混膜进行FTIR红外光谱和SEM表征,结果显示:制得了WPU/Nafion混合膜和以Pd为电极的导电复合材料,并呈现出了良好的电致动性能。