文档介绍：湖南大学
硕士学位论文
智能型形状记忆聚氨酯的合成与性能研究
姓名:严冰
申请学位级别:硕士
专业:应用化学
指导教师:邓剑如
20030901
摘要就是该类智能材料中最引人注目的一种,它具有出众的性能和宽广的应用领域。形状记忆聚氨酯的结构对其形状记忆性能的影响,发现软段高度结晶和硬段聚集然后,在此基础上合成了离子型形状记忆聚氨酯材料,对其热性能、动态力氨酯进行了比较,研究发现离子型形状记忆聚氨酯具有更大的软段结晶度、更好于线型形状记忆聚氨酯的倍。与线型聚氨酯的比较,发现交联型聚氨酯具有形状回复温度可以任意调节以及可状记忆过程,建立了形状记忆过程的数学模型并进行了验证。智能聚合物材料是当今世界材料领域的研究热点之一,世界各国都在积极的对这一新兴功能材料进行研究与开发。本文所合成和研究的形状记忆聚氨酯材料本文以不同原料合成了三个系列的形状记忆聚氨酯,对其性能进行了系统的研究,并建立了形状记忆过程的数学模型。首先,确定了形状记忆聚氨酯的合成单体和最佳合成工艺。在材料筛选工作的基础上,合成了具有形状记忆功能的线型聚氨酯弹性体。研究了它的热学性能、结晶性能、形状记忆性能、机械性能。并从结构与性能的关系入手,深入探讨了形成硬段微区是聚氨酯具有较好形状记忆性能的必要条件。学性能、形状记忆性能、透湿气性能进行了研究,并与普通非离子型形状记忆聚的形状记忆性能、更优越的力学性能和透湿气性能,尤其是其透湿气性能有了非常显著的提高,其高温段湿气渗透率是其低温段湿气渗透率的~倍,远远大晟后,从形状记忆聚氨酯的形状记忆原理出发,合成了一种可调节形状回复温度并可完全回复形状的新型交联型形状记忆聚氨酯,在合成交联型形状记忆聚氨酯的基础上,详细研究了它的热学性能、动态力学性能、形状记忆性能。深入探讨了交联型形状记忆聚氨酯的结构对其形状记忆性能和其它性能的影响,通过完全回复形状的特点。同时为了更严谨的从数学上来阐明形状记忆聚氨酯的形关键词:智能聚合物材料;形状记忆;聚氨酯;合成;性能;数学模型。
甅,琒,,、琓琲,.猧.~瑆,,瑃:
第一章绪论形状记忆聚合物的概况及其分类对不同牌号聚乙烯辐射交联后的形状记忆特性又进行了研斜”,㈣】。由于形状记忆材料在智能结构中具有非常重要的这种现象没有给予足够的重视。直到世纪年代,美忆聚氨酯【随后反式聚异戊二烯吲、⒘Α⒌绱拧⑷芗恋的刺激,并响应这种变化,对其力学参数缧巫础⑽恢谩⒂Ρ涞进行调整,从而回复潜在应用价值,因而在最近多年来获得了很大的发展。到目前为止,人们发现的形状记忆材料已经有很多。按材料的化学组成对形状记忆材料所进行的分类巫醇且浜辖穑喝缒活押辖稹⑼荒押辖稹⑻蹋韬辖鸬龋藁墙鹗粜巫醇且洳牧希喝缡袷⒃颇覆AУ龋巫醇且渚酆衔铮喝缧巫醇且渚郯滨ァ⒔涣>垡蚁┑龋巫醇且涓春衔铮喝绨裥巫醇且淠押辖鹚康穆恋取形状记忆合金敲拦>笛槭矣攴⑾值模蝗衔J科学上的重大发现而引起人们的广泛关注【。目前形状记忆合金已经在智能结构中获得极广泛的应用,仅专利就已有多个。但几乎与此同时发现的聚合物的记忆效应却并没有那么幸运,年,英忆效应进行了描述【浚诘笔焙推浜蟮南嗟背ひ欢问奔内,人们热衷于金属及其合金的形状记忆效应的研究,而对聚合物也有记忆效应其应用在航空航天领域,取得了很好的结果,这才引起人们的关注。此后,形状记忆聚合物难芯咳〉昧朔伤俜⒄梗辏ü腃—公司衷诘腛公司晒7⒘诵巫醇且渚劢当,年,本的丁二烯共聚物【、聚酯刃巫醇且渚酆衔锵嗉瘫豢7⒊隼础V链耍巫记忆聚合物得到了很大的发展,并作为功能高分子的一个新分支受到了广泛的关注1—隽烁髦中巫醇且洳牧系男阅堋S杀砜芍#巫醇且渚酆衔镉包括以下几种:
.巫醇且渚酆衔锏姆掷戎滦托巫醇且涓叻肿硬牧息瑁其它形状记忆材料相比,具有筇氐鉡:柿壳幔子诎昂驮耸洌当再升温至某一特定响应温度巫椿馗次露萒时,制件能很快回复伪淞看螅纱%以上的形变,使用方便;铣渥悖分侄啵巫淬嵋浠馗次露确段Э庸と菀祝字瞥山峁垢丛拥囊煨推罚芎牡鄹癖阋耍鍪墙鹗粜巫醇且浜辖鸬膌%左右;透矗缇敌院捅N滦Ч谩表各种形状记忆材料的性能比较形状记忆聚合物品种繁多,根据形状回复原理可以分为啵该类材料是指在室温以上变形,并能在室温固定形变且可长期存放,初始形状的聚合物。该类材料广泛应用在医疗卫生、体育运动、建筑、包装、汽车及科学实验等领域,如医疗器械、泡沫塑料、坐垫、光信息记录介质、报警器等。
形状记忆聚合物的形状记原理关于热致感应型形状记忆聚合物的形状记忆原理,日本的石正雄㈣认为:电子集束管、电磁屏蔽材料等。状态发生显著变化,材料在宏观上表现为光致形变。光照停止,料