TPI基三重形状记忆复合材料的制备与性能研究

来源 :沈阳化工大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:yuexianglian
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
形状记忆高分子是一种典型的智能材料,随着科技的发展,人们对智能化的追求也越来越高,因此这类材料在航空航天、建筑器材、生物医疗、智能构建等层次应用越来越广泛。目前来说,关于双重形状记忆复合材料的研究已经很多,但由于双重形状记忆材料只能由一个临时形状向着初始形状的转变,其在应用上存在着一定的限制,因此需要迫切地发展出具备多重形状记忆回复的形状记忆材料,来满足日益发展的应用需求。本论文通过将反式-1,4-聚异戊二烯(TPI)和聚乙二醇(PEG)进行共混。通过将结晶性聚乙二醇引入到反式聚异戊二烯网络中,成功制备了一系列具备三重形状记忆功能的复合材料。并在聚乙二醇的基础上进行改性,以期提高形状记忆复合材料的形状记忆性能及机械性能。(1)基于TPI与PEG共混的形状记忆复合材料本部分利用结晶性PEG与TPI通过物理共混的方式构建含有不同熔融温度的三重形状记忆体系。通过XRD、DSC、SEM分析了复合材料的结晶行为与微观形貌。形状记忆测试表明,PEG的添加量为40 phr时,复合材料的形状记忆性能最好,两个临时形状的形状固定率(Rf)分别可达70.01%和95.57%,形状回复率(Rr)分别为50.87%和93.84%。通过力学性能测试可知,在添加PEG后复合材料的力学性能有明显的下降,在添加40 phr PEG后,复合材料拉伸强度和断裂伸长率分别下降到7.36 MPa和191.89%。(2)PEG/氧化石墨烯(GO)与TPI共混的形状记忆复合材料本部分通过溶液共混的方式将PEG与GO进行复合,再与TPI构成三重形状记忆体系。首先通过FTIR、XRD、TGA、Raman、SEM对PEG/GO进行一系列表征。结果表明,PEG与GO是通过范德华力和氢键作用相结合,二者能够均匀的结合。形状记忆性能测试结果表明,PEG/GO的添加量为30 phr时,复合材料形状记忆性能最优,Rf分别可达51.04%和97.45%,Rr分别为34.50%和85.27%。通过力学性能测试可知,GO则会对复合材料的力学性能起到补强的作用。TPI/30PEG94%的拉伸强度和断裂伸长率分别为14.12 MPa和382.16%,相较于TPI/30PEG提高了12.1%和36.9%。(3)二氧化硅(Si O2)负载PEG与TPI共混的形状记忆复合材料本部分利用溶胶-凝胶法制备Si O2@PEG复合材料,并作为填料与TPI进行共混,制备三重形状记忆复合材料。FTIR,XRD测试结果表明PEG包覆在Si O2表面,二者通过物理作用结合。DSC表明Si O2@PEG仍具备结晶能力。通过相机观察Si O2@PEG样品的变化,结果表明,Si O2@PEG在外界温度升高到PEG熔融温度以上时,复合材料仍然能够保持着其相对稳定的结构。Si O2@PEG添加量为30 phr时,复合材料的形状记忆性能和力学强度均在较高水平,拉伸强度可达19.6 MPa,与TPI/30PEG的12.6 MPa相比,提高了55.6%,复合材料的两个临时形状的Rf分别可达34.48%和95.40%,Rr分别为30.48%和66.60%。
其他文献
聚乙烯(PE)作为一种重要的热塑性树脂,由于具有优良的成型加工性能以及轻质量、低成本等优势,使其广泛应用于食品医疗、电子电器及新能源等领域。但随着高新科技的发展,普通聚乙烯材料已经不能满足高新科技产品性能的要求,因此对单一聚合物材料进行改性已成为高分子材料领域的一个研究热点。本课题采用热处理和石墨烯填充两种不同方法对聚乙烯进行改性,从而使其性能更加优异。在不同温度、不同时间下对双向拉伸聚乙烯(BO
学位
酚醛泡沫是以是酚醛树脂为主要基质发泡后形成具有大量泡沫的高分子材料。和其他泡沫材料相比,酚醛泡沫拥有耐化学腐蚀性、高尺寸稳定性、优异的耐热、良好的阻燃性等优良特性,已被广泛地用于建筑保温、宇航、交通和石化等领域,因而堪称建筑保温之王。但近年来,随着各应用领域对酚醛泡沫耐热的需求日益增加,也促使了围绕着酚醛泡沫的耐热改性研发工作更多。酚醛树脂作为制备酚醛泡沫的基体,很大程度上决定了其发泡后酚醛泡沫的
学位
磁响应形状记忆复合材料(MSC),通常是将具有磁响应特性的纳米粒子分散在热响应形状记忆聚合物基体当中,在高频交变磁场的作用下,磁性纳米粒子感应生热,对形状记忆聚合物(SMP)基体进行加热,当温度达到其形状转变温度时即可实现形状回复。目前,磁响应形状记忆复合材料基体以合成材料为主,在应用过程中出现力学性能较差、形状回复率较低、回复速度慢和相转变温度高等问题,限制了磁响应形状记忆复合材料的应用及发展。
学位
近年来,随着自然资源稀缺和生态环境日益恶化,绿色环保的生物基环氧树脂(BEP)受到了人们的广泛关注。但生物基聚合物普遍存在热/力学性能较差的缺点,限制了其在各领域的应用。向聚合物中添加纳米粘土被认为是一种非常有效的提高力学性能的方法。使纳米复合材料实现高性能化需满足两个条件:一是纳米填料在基体中均匀分散;二是提高填料与基体间的界面作用力。但纳米填料在基体中易团聚从而影响增强效果,并且仅依靠纳米填料
学位
电子皮肤(e-skin)是一种新兴的柔性可穿戴设备,在近二十年内得到了迅猛发展。这种柔性电子设备是以仿生人类皮肤的感知原理,开发独立于人体之外模拟皮肤的功能,并应用于软体机器人、人体健康情况监控和医学治疗设备等领域。要想电子皮肤具有类似人类皮肤的特性,其丰富的感知功能是必不可少的,因此多感知器件的构建与集成尤为重要。除此之外,高柔性、高韧性、高机械强度也是电子皮肤不可或缺的特性。然而,现有的电子皮
学位
乙酸-醋酸乙烯酯(EVA)和热塑性聚氨酯弹性体(TPU)作为典型的聚合物材料广泛应用于各个领域。然而,由于聚合物材料本身固有的易燃性,较大限制其应用。因此,提升聚合物阻燃性能成为目前研究的热点,并且采用添加型阻燃剂是高分子阻燃行业提升聚合物材料的主要措施。聚磷酸铵(APP)是目前无卤阻燃剂中的代表,在许多行业广泛应用,作为一种膨胀型阻燃剂,APP在高温下可以分解出磷酸类物质,与聚合物材料反应形成保
学位
目的 探究老年高血压脑出血术后谵妄发生情况和危险因素。方法 选取2020年1月至2022年1月在我院进行高血压脑出血手术的老年患者62例,根据患者术后48 h内是否发生谵妄分为发生谵妄组(n=28)和未发生谵妄组(n=34),回顾性分析患者的临床资料,探究老年高血压脑出血患者术后出现谵妄的危险因素,并对患者预后进行分析。结果 62例老年患者中术后谵妄发生率为45.16%(28/62);经单因素分析
期刊
染料废水是一个普遍而重要的污染问题,且排放量日益增多,给我们日常生活带来了巨大影响,迫切需要开发出一种新型有效的吸附剂。本文采用一种简单有效的绿色合成路线,以葡萄糖为碳源,水作为溶剂,在水热反应体系中制备单分散碳纳米球(CNs),进行染料吸附性能研究。通过在水热体系中引入阴离子型聚丙烯酰胺(APAM),辅助葡萄糖合成高收率的CNs-APAM,并用于吸附有机染料亚甲基蓝(MB)。研究表明,APAM作
学位
微凝胶具有毒性小、小尺寸效应以及生物相容性良好的优点,被广泛应用在基因载体、药物控释、催化和生物传感器等多种领域。智能型微凝胶可以根据环境条件的改变做出响应,而聚(N-异丙基丙烯酰胺)(PNIPAM)微凝胶是一种典型的温度响应性微凝胶,其体积相转变温度(VPTT)与人体温度接近,因此这类微凝胶的合成与应用一直受到众多研究者的关注。另一方面,随着资源循环利用与环境保护观念的普及,可降解高分子材料也逐
学位
传感器作为一种检测并传递信息的设备,近年来,高柔性和可拉伸压阻薄膜作为智能传感器在航空、汽车、机器人和生物医学等领域的潜在应用引起了人们的兴趣。杜仲胶(反式-1,4-聚异戊二烯,EUG)是我国特有的天然橡胶资源,具有独特的橡塑二重性,被用作热塑性材料、热弹性形状记忆材料以及许多领域的高弹性材料。因此本论文采用生物基杜仲胶为基体,通过溶液共混的方式制备一种了具有柔性、可拉伸、温敏型传感器材料。主要研
学位