形状记忆聚合物及其应用

形状记忆材料可对热、化学、机械、光、磁或电等外加刺激的触发作出响应,从而改变自身的技术参数。形状记忆聚合物作为一类重要的形状记忆材料,在航空航天、生物医学、电力电子、包装、智能控制系统等领域具有广泛的应用。分析了形状记忆聚合物的形状记忆机理,并介绍了几类常见的形状记忆聚合物及其在各领域中的应用,最后提出了形状记忆材料研究中的一些不足及解决措施。     

光致型形状记忆高分子材料

形状记忆高分子材料是当前的研究热点之一,其中光致型形状记忆高分子材料凭借其独特的优势受到研究者的广泛关注。本文综述了光致型形状记忆高分子材料的研究进展,分别介绍了该类材料的特性、分类、工作机理、应用研究和发展趋势。根据不同的形状记忆机理将该类材料分为光化学反应型和光热效应型,并重点对这两种类型的形状记忆高分子材料进行了描述。最后,对光致型形状记忆高分子材料的存在问题、发展方向和应用前景进行了展望。     

结晶行为对无定型/结晶聚合物共混体系形状记忆性能影响的研究进展

形状记忆聚合物因其具有质轻、低耗、形变量大、回复率高、形状可调、刺激方式多样等众多优点而受到广泛关注。相较于其它类型的形状记忆聚合物而言,共混型形状记忆聚合物的制备则更为简单方便。目前最常见的共混型形状记忆材料是无定型/结晶聚合物体系,其中结晶聚合物的结晶行为是影响整个体系形状记忆性能的关键。本文结合了该领域的研究现状,就结晶度、晶体尺寸以及晶体取向对共混体系形状记忆性能影响的研究进展进行了综述。     

基于聚乳酸的可降解形状记忆高分子的研究进展

综述了基于聚乳酸的可生物降解的形状记忆高分子材料的研究情况。首先介绍了形状记忆高分子材料的记忆效应、记忆机理,然后讨论了基于聚乳酸的三种类型的形状记忆高分子材料：单组份的聚乳酸类、聚乳酸共聚物类以及聚乳酸与无机物的复合材料,分别介绍了各种类型的形状记忆高分子材料的形状记忆性能和生物降解性能。最后,讨论了聚乳酸类记忆材料的应用情况,并对其研究前景和发展趋势进行了展望。     

双向形状记忆结晶聚合物及其复合材料的研究进展

形状记忆聚合物是一种典型的智能材料,具有质轻、形变量大、可对多种刺激进行响应等优点.根据形状记忆过程的可逆性进行分类,形状记忆效应可以分为2种:单向与双向形状记忆效应.与不可逆的单向形状记忆过程相比,双向形状记忆过程是可逆的,样品不需要使用者进行再次变形,就可以在原始形状与临时形状之间进行可逆转换,因此其具有极高的实用价值与广阔的应用前景,受到各国研究人员的广泛关注,成为当前的研究热点之一.本文总结了近年来所研究的双向形状记忆结晶聚合物及其复合材料,包括恒外力条件下(外力≠0)的准双向形状记忆结晶聚合物,无外力条件下的双向形状记忆结晶聚合物及其复合材料.具体来说,前者包括在恒外力作用下的化学或物理交联的结晶聚合物.后者包括双层或核-壳聚合物复合材料、由分步交联得到的双网络交联结晶聚合物、化学交联的双组分结晶聚合物、具有较宽熔融转变的化学交联结晶聚合物与物理交联的结晶聚合物.重点关注了这些材料的制备方法、影响因素及相应的双向形状记忆机理,并对其研究前景进行了展望.     

形状记忆聚合物变形模式研究进展

近年来,形状记忆聚合物（SMP）的发展取得了明显进步,其自身的优势也得到了充分的展示.形状记忆聚合物是一种刺激响应智能材料,在特定的外部刺激条件下可以根据预先设计的方式改变形状.形状记忆聚合物具有密度低、变形量大、驱动方式丰富、生物相容性好等一系列优势,使其在航空航天、生物医学、仿生工程、电子元件、智能机器人等领域有着巨大的应用潜力.为了更好地适应不同应用和不同领域的需求,形状记忆聚合物的变形模式也在不断地创新,本综述介绍了形状记忆聚合物不同的变形方式及其相关应用的进展,并对形状记忆聚合物面临的挑战和其潜在的研究方向进行了展望.     

苯乙烯基形状记忆聚合物热力学行为的有限元分析

对苯乙烯基形状记忆聚合物进行了拉伸实验研究,测定了该材料在25℃、30℃、40℃和50℃时的弹性模量和屈服极限.根据实验结果,建立了苯乙烯基形状记忆聚合物的材料参数方程,描述了苯乙烯基形状记忆聚合物在玻璃体转化过程中,材料参数和温度的关系.在假设形状记忆聚合物为各向同性材料的基础上,将Tobushi等建立的热力学本构方程从一维扩展到三维.基于有限元分析软件ABAQUS的二次开发功能,针对上述本构方程和材料参数方程,编写了可供ABAQUS调用的UMAT函数,并对苯乙烯基形状记忆聚合物实现形状记忆效应的高温变形、应力冻结和形状恢复等热力学过程,进行了有限元数值模拟分析.     

反应共混制备光触发形状记忆聚合物材料

基于羧基和环氧基的高反应活性,以甲基丙烯酸缩水甘油醚与乙烯共聚物(PE-GMA),甲基丙烯酸与乙烯共聚物(EAA)为原料,采用熔融共混的方法制备了交联聚烯烃材料。 采用差示扫描量热仪(DSC)和动态热机械分析仪(DMA)研究了其热力学性能及其形状记忆效应。 结果表明,材料具备很宽的熔融温度范围(40~110 ℃)和很宽的晶体尺寸分布。 利用材料晶体温度记忆的特性,成功地实现了材料的双重形状记忆效应,多重形状记忆效应和双向形状记忆效应。 利用石墨烯材料的光热效应,研究了材料的光触发形状记忆效应。 我们提出设计材料本体“温度梯度”的策略,实现了材料在无外力条件下的双向形状记忆效应。     

热感应型形状记忆高分子材料

热感性型形状记忆高分子材料（thermostimulative shape memory polymer，TSMP）不仅具有形变量大、赋形容易，形状回复温度便于调节、加工方便等特点，而且种类丰富。按其固定相结构的不同，可分为热塑性TSMP和热固性TSMP。本文从表征方法、记忆机理等方面简述了热感应型形状记忆高分子材料最新的发展，其中重点阐述了近期热感应型形状记忆可降解高分子的形状记忆原理及其应用。     

聚合物形状记忆材料的研究进展

聚合物形状记忆材料作为一种重要的刺激响应材料,近10年内得到了快速的发展,出现了新的分类方向,机理解释、转变结构和应用。在航空航天、传感制动和生物医药等领域展现了优越的性能,研究成果受到了学术和工业上的极大重视,成为当今最富有活力的研究领域之一。本文全面总结了近期国内外学者对聚合物形状记忆材料的研究进展,阐述了聚合物形状记忆材料的记忆机理及分类和功能应用,并探讨了未来的研究前景和方向,以期为聚合物形状记忆材料的研究提供参考。