离子聚合物金属复合材料（Ion polymer metal composite，IPMC）通电弯曲并产生力和位移的特性使其在作为驱动器方面具有很大的应用前景。目前，国内外研究结果表明：IPMC具有输出力低和非水工作时间短两大缺点。本文主要从IPMC的缺点出发，运用有机合成等方法对IPMC进行性能的优化，以达到提高IPMC的输出力，延长IPMC的非水工作时间的目的。具体工作内容如下：1、合成了表面带有磺酸基团的SiO₂纳米颗粒。将巯丙基甲氧基硅烷（（MeO）3SiSH）和SiO₂纳米颗粒置于圆底烧瓶中回流，并用过氧化氢（H2O2）进一步氧化，红外测试结果显示在1039cm-1处出现了明显的特征峰，经证实此为-SO₃H基团中的S=O键的伸缩振动峰，由此可证明SiO₂表面接枝磺酸基团，生成了改性的SiO₂-SO₃H纳米颗粒。基于IPMC的致动机理，对SiO₂-SO₃H纳米颗粒进行了离子交换当量的测试，离子交换当量测试结果表明，SiO₂-SO₃H纳米颗粒的离子交换当量值大于Nafion膜的离子交换当量值（0.98mmol/g），因此通过向IPMC中引入SiO₂-SO₃H，可以提高Nafion膜的离子交换当量，从而提高IPMC的输出力；2、合成不同PPy和SiO₂组分比例的聚吡咯/二氧化硅（PPy/SiO₂）聚合物，通过TEM测试发现PPy/SiO₂聚合物的分散性随着PPy和SiO₂组分比例的不同而有所区别；用PPy/SiO₂聚合物对IPMC进行掺杂改性，结果发现PPy/SiO₂的分散性对IPMC性能具有较大影响，经多次实验得出了PPy/SiO₂聚合物对IPMC性能优化的最佳掺杂方案。根据最佳掺杂方案，制备PPy/SiO₂-SO₃H聚合物，并将其对IPMC进行掺杂，以期更进一步提高IPMC性能。对于聚合物掺杂改性后的IPMC的输出力测试结果表明：通过PPy/SiO₂聚合物的掺杂，在2V，2.5V，3V正弦交流电压下，IPMC的最大输出力分别由原来的13.575mN，14.981mN，15.977mN增大到29.378mN，31.195mN，34.681mN，平均提高了1.5倍；3、在电场作用下，对于1-甲基-3-乙基-咪唑硫氰酸盐（[EMIn]SCN）来说，体积较大的[EMIn]⁺阳离子向阴极迁移，体积较小的SCN-阴离子向阳极迁移。基于此原理，结合[EMIn]SCN不挥发、分解电压高的特性，用其代替水作为IPMC的质子传导介质来提高IPMC的非水工作时间。实验结果表明：4V正弦交流电压下，当IPMC在空气中作用时间延长至320s以后，以水为介质的IPMC位移减小了93%，位移大小几乎为0，而以[EMIm]SCN为介质的IPMC位移减小了63%，并长期处于一个稳定的位移值不变。