文档介绍：1
形状记忆高分子(SMP)
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目录
形状记忆高分子概述
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其他种类形状记忆高分子
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热致感应型形状记忆高分子
形状记忆高分子材料的应用
形状记忆高分子优缺点及发展趋势
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(SMP)概述
形状记忆高分子(Shape Memory Polymer)SMP
材料是指具有初始形状的制品,在一定的条件下改变其
初始形状并固定后,通过外界条件(如热、光、电、化学
感应)等的刺激,又可恢复其初始形状的高分子材料。
定义:
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SMP发展概况
在一次实验中偶然对拉伸变形的化学交联聚乙烯加热,发现了形状记忆现象。
20世纪50年代
20世纪70年代
美忆效应在航天航空领域的巨大应用前景。
于是重新启动了形状记忆聚合物的相关研究计划。
1984年
法国CDFChimie
公司开发出了一种新型材料聚降冰片烯,该材料的分子量很高(300万以上),是一种典型的热致型形状记忆聚合物
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1988年
日本的可乐丽公司合成出了形状记忆聚异戊二烯
同年,日本三菱重工开发出了由异氰酸酯,多元醇和扩链剂三元共聚而成的形状记忆聚合物PUR。
1989年
日本杰昂公司开发出了以聚酯为主要成分的聚酯--合金类形状记忆聚合物。
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SMP分类及记忆原理
SMP记忆过程即完成:
的循环过程。
记忆起始态
固定变形态
恢复起始态
引发形状记忆效应的外部环境因素:
物理因素:热能,光能,电能和声能等。
化学因素:酸碱度,螯合反应和相转变反应等。
分类
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故根据记忆响应机理,形状记忆高分子可以分为以下几类:
1)热致感应型SMP
2)光致感应型SMP
3)电致感应型SMP
4)化学感应型SMP
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高分子的形状记忆过程和原理
记忆起始形状的固定相
交联结构
部分结晶结构
玻璃态
超高分子链的缠绕等
随温度变化能可逆地固化和软化的可逆相
产生结晶与结晶可逆变化的部分
结晶相
发生玻璃态和橡胶态可逆转变的
相结构

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2. 产生记忆效应的内在原因
需要从结构上进行分析。由于柔性高分子材料的长链结构,分子链的长度与直径相差十分悬殊,柔软而易于互相缠结,而且每个分子链的长短不一,要形成规整的完全晶体结构是很困难的。
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这些结构特点就决定了大多数高聚物的宏观结构均是结晶和无定形两种状态的共存体系。如PE,PVC等。高聚物未经交联时,一旦加热温度超过其结晶熔点,就表现为暂时的流动性质,观察不出记忆特性;高聚物经交联后,原来的线性结构变成三维网状结构,加热到其熔点以上是,不再熔化,而是在很宽的温度范围内表现出弹性体的性质,如下图所示。