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形狀記憶聚合物
鎖定
- 中文名
- 形狀記憶聚合物
- 外文名
- Shape Memory Polymers
- 別 名
- 形狀記高分子
- 簡 稱
- SMP
形狀記憶聚合物分類
SMP根據其回覆原理可分為:熱致型SMP、電致型SMP、光致型SMP、化學感應型SMP等 。
形狀記憶聚合物熱致型SMP
日本的石田正雄先生最先發現, 熱致型SMP形狀記憶功能主要來源於材料內部存在不完全相容的兩相 ,即保持成型製品形狀的固定相和隨温度變化會發生軟化,硬化可逆變化的可逆相 。 固定相的作用在於原始形狀的記憶與恢復 ,可逆相則保證成型製品可以改變形狀 。 根據固定相的結構特徵 , SMP可分為熱固性和熱塑性兩大類 ,除此之外還有一種所謂的 “ 冷變形成型”的形狀記憶聚合物材料。
形狀記憶聚合物電致型SMP
電致型SMP是熱致型形狀記憶高分子材料與具有導電性能物質(如導電炭黑、金屬粉末及導電高分子等)的複合材料。其記憶機理與熱致感應型形狀記憶高分子相同,該複合材料通過電流產生的熱量使體系温度升高, 致使形狀回覆, 所以既具有導電性能,又具有良好的形狀記憶功能。
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形狀記憶聚合物熱固性SMP
熱固性SMP是將聚合物加温到熔點(tm)以上和交聯劑共混,接着在模具裏進行交聯反應並確定一次形狀,冷卻結晶後即得到初始態,其化學交聯結構為固定相 ,結晶相為可逆相 。 當温度升高至 tm 以上時,可逆相熔融軟化,在外力的作用下可做成任意的形狀保持外力並冷卻固定,使分子鏈沿外力方向取向凍結得到變形態 。 當温度再升高至tm以上時,可逆相分子鏈在熵彈性作用下發生自然捲曲,直至達到熱力學平衡狀態,從而發生形狀回覆,記憶一次形狀 。
形狀記憶聚合物熱塑性SMP
熱塑性SMP實質上是高分子鏈以物理交聯的方式形成固定相和可逆相 。 當温度升高至玻璃化轉變温度 ( tg ) 以上時,可逆相分子鏈的微觀布朗運動加劇,而固定相仍處於固化狀態,此時以一定外力使SMP發生變形,並保持外力使之冷卻,可逆相固化得到穩定的新形狀即變形態 。 當温度再升高至tg以上時,可逆相軟化,固定相保持固化,可逆相分子鏈運動復活,在固定相的恢復應力作用下逐步達到熱力學平衡狀態,即宏觀表現為恢復原狀 。
形狀記憶聚合物應用
具體的日常生活中的應用:基於SMPs的形狀記憶纖維應用於發展熱激發的“smart”織物或未來智能衣服。
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