形状记忆聚合物的原理和应用

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1、化学世界年形状记忆聚合物的原理和应用潘道成张和康张隐西上海交通大学应用化学系形状记忆合金在国外和国内均已实用晶和化学交联点分隔的链段平均分子量小。,化然而形状记忆聚合物在年才取得于产生橡胶嫡弹性所需的临界分子量在〔‘,,,第一个专利它的价格仅为形状记忆合金与之间仍不出现橡胶弹性而呈现强韧,,。,,的。。且易加工记忆恢复温度范围宽的硬性动态模量仍保持着见。,,形状记忆聚合物在加工成型时赋予制品固有图但在熔点以上结晶全部熔化物理交,,,形状制品在其寿命期内对此固有形状终生联点消失仅存化学交联点使交联点间链段。、,,,记忆以后按照运输安装和使用的需要可

2、长度增加超过橡胶嫡弹性临界分子量因,,,在各种条件下任意变形而一旦满足形状回此呈现橡胶弹性性能与一般的硫化橡胶如,,,。顺式聚异戊二烯橡胶相同如图复条件即迅速回复到固有形状可如此反复。。所示形状记忆形变和回复过程的超分子结数万次〔”,,聚合物体系多重结构的结点间柔性链段构变化示意如图制品形状的变化示意。,如图长度大于自由行走模型的临界分子量时在,高弹态中即产生橡胶嫡弹性而结点则贡献。出材料的模量和外形稳定性这种结点可以,是无定形态的链缠结点半结晶聚合物的晶区,,多嵌段聚合物的硬段聚合物多相体系中,、、厂、的微区以及氢键电荷传递络合物键离子、。芝,

3、、一〕键共价键等充分发展的橡胶墒弹性和有圣飞目‘’【色、效的结点刚性的合理组合就形成了高聚物的竭、,,。蛾毛屯形状记忆效应反式聚异戊二烯在室袍‘性、,,,材一一温中结晶主链中有双键可以硫化不同硫认义’。”’‘一’仁,。二蓄一化程度具有不同的性能未经硫化的一加一一,“、的曲线上在和有结晶,,温度℃的多重熔融峰是典型硬性结晶高分子而当交联度达到临,界点时曲线上所有的熔一图交联与硫化一,“”—融峰均消失硫化网络被固定在无规像胶的动态模量一温度关系,,态呈现大分子网络的整体无序性其应力〔,,,形状记忆聚降冰片烯的由,应变曲线接近于理想弹性体是一种橡胶类,

4、于它具有超高分子量万以上在温,制品在低交联度下曲线上残留肠℃,。度以上仍然有明显的链缠结起物理交联的,的结晶熔融峰在室温中保持约外的结晶,作用链缠结点之间的分子量大于产生橡胶,,度熔点℃局部并存高次结构成为形仁,〔们。,由物理交联点结、、状记忆材料因此王法华李维平乙耀中协助整理资料‘·第期加力、匡剥二二二李一住鉴黝,结晶熔融无定形链按变形后的平衡积象排列冷却加热二令李长分馨幻结晶把变形固定沟结晶部分无定形部分化学交联点图形状记忆超分子结构变化模式图,热一尸井入冷却固灾一一今一一座皿软化棒状物以二二尸形状记忆官接头场入捧脱出棒状物回一争加热收缩一一

5、寸图形状记忆聚合物不同直径管子接头连接工艺示意图,,,兰『,,嫡弹性的临界分子量而在温度以下链因而具有形状回复功能组分聚氨醋有,,。段运动被冻结嫡弹性消失由此提供了形状类似的形状记忆机理。,记忆特性在今后的十年内形状记忆聚合物的应,〔。利用聚合物体系的多重转变可以设计用前景预计如表表中与形状记忆合金。〔,,多嵌段聚合物热塑性弹性体类型的形状记忆作了比较具体应用例子很多择其中一、。。仁”材料苯乙烯一结晶性丁二烯聚合物形部份略作说明〔,状记忆材料中的结晶性聚丁二烯的不同直径管子的接头略小于连接,,约聚苯乙烯的约的小管外径作为接头内径固有形状加工好接,

6、,,,,因此在温度区间结晶熔化头然后加热软化扩孔把需要连接的管子擂。,,。仍处于玻璃态起结点作用结点间的入接头后再加热回复接合如图所示利,链段设计得超过橡胶嫡弹性临界链段长用形状记忆聚合物原理制造的热收缩膜热化学世界年产卜底工州加卜形状记忆的因公以神尸门热固变定形圆人已工,表面印异」压局缩细声加热后再变形扩大直径钱加盛插一回‘一反压入矛、道飞夕丫月中冷却固定一热套在各器外面圈加热呵复刁之缩,外·昼内衬西形状记忆外套和内衬工艺示意图加热变形三叫仁唱缨—冷却田定把嚼图形状记忆销钉铆接工艺示意图,表形状记忆材料今后年实用化领域期望可使用形状记忆材料按紧

7、配合的尺寸加工,,形状记好内衬和外套然后加热软化使之变形为易聚合物应用领域,用途用量用途用量于套上或插入的形状套上或插入后再加热回复,如。家电。△△一△一△图所示、,办公用品通信器材紧固销钉如图所示把图的医用固有形状的销钉加热变形冷却固定为易于插汽车部件,。入钉孔的直钉状插入钉孔后加热回复玩具杂品医疗用固定器材有安装方便和易于建筑。脱卸两种方法前者可以预先制成正确固定航空,衣料的固有形状变形敷设升退或正好人体体温。就是形状回复温度回复飞后者如图所示表中符号较大期望期望△不确切一不明、,收缩管及其他热收缩制品其性能将跃上新火灾报警温度传感器如图所示

8、。其他应用形状记忆聚合物汽车保险的台阶、,只外套材料和内衬材料管道的弯头杠和外壳在碰撞形变后需喷浇热水即可,,。波纹管小口容器等内衬和外