气相生长碳纤维/形状记忆聚氨酯复合薄膜的力学及形状记忆性能研究

采用溶液混合法制备了不同含量的气相生长碳纤维(VGCF)增强形状记忆聚氨酯(SMPU)的复合材料薄膜,测试分析了纯SMPU及VGCF/SMPU复合材料薄膜的力学性能及形状记忆性能.结果表明,制得的复合材料薄膜在VGCF含量达到9 wt%时,VGCF在SMPU基体中仍具有较好的分散性;SMPU与VGCF复合后,得到的复合材料薄膜的拉伸强度和刚度有较大程度的提高,含量达到9 wt%时复合材料薄膜的拉伸强度比纯SMPU提高66%,弹性模量提高300%,储能模量也有较大程度提高;SMPU与VGCF复合后,形状记忆性能有一定的下降,但经过适当预处理后,其形状记忆性能可以基本接近纯SMPU.     

具有热致形状记忆功能的热塑性多嵌段聚氨酯

以ＰＣＬ为软段、ＴＤＩ－ＢＤＯ为硬段，采用溶液聚合的方法合成了具有形状记忆功能的线性多嵌段聚氨酯．利用ＤＳＣ、ＤＭＴＡ、ＷＡＸＤ等测试手段对体系的结晶性、微相分离行为进行了研究．结果发现：聚氨酯中硬段的存在对软段的结晶有着很大的影响，当软段序列的平均分子量达到３０００以上时，软段才可以很好地结晶；并且，硬段含量也必须高于一定值才能形成较为完善的物理交联点．符合这些条件的试样能显示很好的形状记忆特征．此外还就拉伸比、多次形变以及组成等对材料的形状回复性能的影响进行了详细的研究．     

液化MDI/PHMA体系形状记忆聚氨酯结构与性能的研究

用聚已二酸已二酯(PHMA)为软段,液化MDI和BDO为硬段,采用两步溶液法合成了具有形状记忆功能的多嵌段聚氨酯,利用DSC,WAXD等测试手段分析了该体系的形态结构,同时讨论了该体系的形状记忆行为、拉伸力学性能及动态力学性能.结果发现,该体系SMPU的硬段以无定形存在,软段具有很好的结晶性能;具有很好的形状记忆性能,形状固定率可达100%,形状回复率在97%以上,回复温度在35~45℃;同时它兼有较高的拉伸强度(约为28~50 MPa)和断裂伸长率(约为900%~1400%);动态力学性能卓越,其室温模量可达279.8 MPa,软段熔融前后模量比可达140.     

功能聚氨酯的研究进展

聚氨酯原材料来源广泛,是一类性能可高度调节的特殊高分子材料,已被广泛应用于诸多领域。本文介绍了高性能聚氨酯材料的发展状况和最新研究方向,综述了近年来聚氨酯材料在生物医学、导电、形状记忆及机械响应等领域的应用和研究进展,并讨论了聚氨酯在不同领域应用中存在的问题。最后,在此基础上展望了功能聚氨酯材料在不同领域的发展前景。     

基于PLA的形状记忆聚酯嵌段聚氨酯的相分离行为

以2,4-甲苯二异氰酸酯(TDI)为封端剂,乙二醇(EG)为扩链剂通过2步法合成了一系列具有不同聚丙交酯(PLA)分子量和不同TDI-EG链段长度的聚丙交酯嵌段聚氨酯(PLA-PU)。其中,PLA的分子量从1 500到9 500,PLA、TDI和EG的摩尔比从1:2:1至l:7:6。通过DSC和WAXD等测试技术对材料的两相分离程度进行了研究。结果发现,PLA-PU的相分离程度与样品的热历史具有密切的关系,样品中PLA的分子量和TDI-EG长度对于材料的相分离速率和相分离结构的完善程度具有较大的影响。     

具有自修复和形状记忆功能的聚氨酯光敏树脂

利用封端剂的动态可逆特性,设计、制备出含有多处大位阻脲键和结晶性软段的光敏聚氨酯丙烯酸酯(PUTA).光固化后的材料具有较高的弹性、良好的力学性能、自修复性能和形状记忆性能.经热处理修复后,试样的修复效率达70％(拉伸强度3.58?MPa,伸长率250％);软段的结晶转变使材料具有重复塑形以及形状记忆性能,并可在升温后...     

聚氨酯/氮化硼纳米片复合材料的制备及形状记忆性能研究

在聚氨酯(PU)制备过程中,加入球磨法制备得到的氮化硼纳米片(BNNS)分散液,制备PU/BNNS复合材料体系。采用X-射线衍射、傅里叶红外光谱和扫描电子显微镜对样品的分子结构和微观形貌进行表征,并考察样品的力学性能、形状记忆性能和自修复性能。结果表明：BNNS引入后,复合材料的力学性能得到显著提升。当加入BNNS含量为0.5 wt%时,拉伸强度达到14.8±1.5 MPa,比纯PU提升了138.7%。BNNS具有良好导热性能,能改善复合材料的形状记忆性能。在引入BNNS后,复合材料的形状固定率、形状回复率均能得到提高。     

基于聚丙交酯的多嵌段聚氨酯的形状记忆性能和生物相容性

制备了以聚丙交酯(PLA)为软段, 2,4-甲苯二异氰酸酯(TDI)与乙二醇(EG)反应产物为硬段的多嵌段聚氨酯(PLA-PU), 并对其形状记忆效应和生物相容性进行了研究. 形状压缩50%的样品从起始恢复温度(22~37 ℃)开始, 在10 ℃范围内可以恢复到起始形状, 形变恢复率接近100%, 形变恢复力最大值达到1.5~4 MPa. 细胞培养实验结果初步证明PLA-PU的细胞相容性与PLA相当, 因而有可能用作植入形状记忆医疗器械材料.     

形状记忆水凝胶研究进展

形状记忆水凝胶(SMHs)是一种功能高分子材料,兼具形状记忆效应、高含水量以及良好的生物相容性等优点,其较高强度的三维多孔结构为细胞粘附、生长和迁移提供了良好的类组织微环境,尤其是在外界刺激下的形状记忆能力使其在人工智能和医疗领域显示出诱人的应用前景.本文总结了SMHs的合成方法与形状记忆原理,并阐述了其在3D打印、传...     

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。     

形状记忆高分子材料

作为一种新型的功能材料,形状记忆高分子不仅具有形变量大、赋形容易、形状恢复温度便于调整、加工方便的优点,而且种类丰富、质轻价廉.按形状记忆的方式,它可分为热致感应型、光致感应型和化学物质感应型等,能满足不同的应用需求.     

聚氨酯的后交联研究进展

通过交联可以将线型聚合物连接成三维网状结构,适度交联后聚氨酯的拉伸强度、模量、耐溶剂性、耐高温性等许多性能都能得到大幅提高,而交联方法、交联的种类及交联密度的大小都是重要的影响因素,因此对交联方法、交联密度的测定、交联密度与聚氨酯性能之间的关系研究对于聚氨酯的质量控制非常重要。本文首先详细介绍了聚氨酯后交联的常用方法,然后对聚氨酯交联密度的测定方法进行了分析比较,在此基础上进一步介绍了国内外关于聚氨酯交联密度与其性能的关系方面的研究进展。     

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。     

组织工程用聚氨酯的研究进展

聚氨酯具有良好的生物相容性、优异的力学性能、易成型加工、性能可控等优点，这使它在组织工程中有广泛应用。本文讨论硬段、软段、扩链剂的选择对组织工程用聚氨酯的性能和微相分离影响，并展望了组织工程用聚氨酯的发展方向。     

热适性形状记忆聚合物

动态共价交联聚合物的研究具有悠久的历史,其早期的工作着眼于如何解决应力松弛带来的聚合物材料力学性能降低的问题.20世纪90年代以来,利用动态共价键来主动设计聚合物网络的特殊可适性逐渐成为研究主流,其中包括自修复和重加工性.然而,受到动态共价键的种类、通用性及所实现功能的特异性等限制,对于动态共价交联聚合物网络的研究尚停留在基础阶段.本文以本课题组近期在动态共价交联形状记忆聚合物的研究为基础,结合其他相关工作,展示了通用共价键(酯键及氨酯键)的动态可逆性,并利用其设计了具有特殊性能和潜在商业化价值的形状记忆聚合物.在此基础上,我们提出分子结构设计及宏观性能均不同于传统热塑性和热固性形状记忆聚合物的第3类形状记忆聚合物,即热适性形状记忆聚合物.     

碳纳米管的加入对聚偏氟乙烯/丙烯酸酯共混物形状记忆性能的影响

利用聚偏氟乙烯(PVDF)微小结晶的物理交联点作用,制备了形状记忆性能优异的聚偏氟乙烯/丙烯酸酯聚合物(PVDF/ACM)共混材料。为提高其形状回复应力,又将碳纳米管(CNT)引入该共混体系中,系统研究了PVDF/ACM/CNT三元体系纳米复合材料的制备、结构及性能。结果表明,碳纳米管在PVDF/ACM体系中分散均匀;在基本保持其形状记忆性能的前提下,加入质量分数为4%的CNT,材料在25℃时的储能模量由2000 MPa提高至3130 MPa。     

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。     

可变色形状记忆材料

以聚乙烯醇和单宁酸为原料制备出了形状记忆水凝胶,以乙二胺四乙酸、二水合氯化铜、六水合氯化镁、氧化铝为原料制备出了无机热致变色材料,以结晶紫内酯、硼酸、十六醇为原料制备出了有机热致变色材料,并将形状记忆材料与热致变色材料结合,成功制备出了两种既能记忆形状又能变色的新型复合高分子材料。本实验原料简单易得,方法简便,并与本科阶段有机化学、无机化学、仪器分析、精细化学品化学等课程中所学习的自由基聚合反应、化学交联、络合反应等知识结合,可作为本科教学的一个综合实验,提高学生的动手能力,激发学生学习化学的兴趣和热情。