智能材料 教学课件 作者 陈英杰 10第十章.ppt

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1、智能材料第10章智能橡胶与智能弹性体10.1智能橡胶橡胶材料智能化就是通过物理或化学的手段,如合成、共混、接枝改性、与新型材料复合或混合及新型加工方法等使橡胶材料获得原来不具备的某些特殊性能。这些特殊性能包括：力学性能方面的超低硬度、超高强度；热学性能方面的导热、热敏变色；电学性能方面的导电、电磁波屏蔽和吸收；光学性能方面的光刻、光蓄；生物学性能方面的仿生；其他方面有磁性、亲水性、形状记忆和富氧等特性。10.2智能性橡胶材料及制品的最新进展10.2.1超高强度橡胶材料及制品10.2.2超低硬度橡胶及制品10.2.3电磁智能性橡胶材料及制品10.2.4光热功智能橡胶材料及制品10.2.5感光

2、性橡胶材料及制品10.2.1超高强度橡胶材料及制品HNBR/ZMA复合材料的交联结构模型10.2.2超低硬度橡胶及制品利用橡胶与油共混，并采用特殊的共混工艺可以制得超低硬度橡胶的原理,现已开发出了EPDM/油复合材料EPDM/油复合材料可用于替代海绵橡胶,也可用于制作各种密封件、减震件,特别是在通讯电缆设备中可用作填塞防水密封胶,密封效果优于IIR。10.2.3电磁智能性橡胶材料及制品通过加入导电材料,如乙炔炭黑、导电炭黑、石墨和金属粉末等,使原来绝缘的橡胶材料可获得导电性；通过加入磁性粉末,如钡铁氧体粉末、稀土合金粉末等并在硫化后作充磁处理可使橡胶材料获得磁性,是橡胶工业由来已久的技术（

3、1）电磁波屏蔽和吸收橡胶及制品；(2)压敏导电橡胶及制品；(3)掺杂法导电橡胶及制品。10.2.4光热功智能橡胶材料及制品采用含有光敏性基团的弹性体和添加光敏性化合物可制得各种光智能橡胶及其制品。目前，现已开发出的产品有：(1)光敏性橡胶及制品；(2)蓄光性橡胶及制品；(3)热变色橡胶；(4)形状记忆橡胶及制品。10.2.5感光性橡胶材料及制品10.2.5.1感光性苯胺印刷版10.2.5.2光致抗蚀膜（1）阴性型光致抗蚀膜（2）阳性型光致抗蚀膜（3）DeepUV抗蚀膜（4）电子射线抗蚀膜（5）X射线抗蚀膜10.3智能弹性体所谓“智能弹性体”（或称“弹性体的智能化”），是指在保持弹性体自身特

4、性的基础上，使其赋有其他特性或功能的材料目前所发现的弹性体，按其功能性可分为以下七种：力学（或物理）、化学、水、光、辐射、电（磁）和生物医学用10.3.1S-智能弹性体（1）热致形状记忆高分子材料；（2）电致形状记忆高分子材料；（3）光致形状记忆高分子材料；（4）化学感应型形状记忆高分子材料10.4D-智能弹性体按功能可分为化学、水敏、光敏、辐射、导电或磁性和生物医用等六种。10.4.1化学智能弹性体10.4.2水敏性功能弹性体10.4.3光敏性功能弹性体10.4.4辐射功能弹性体10.4.5导电（磁性）功能弹性体10.4.6生物医用功能弹性体10.4.1化学智能弹性体10.4.2水敏性功

5、能弹性体该弹性体是指在湿气或水存在条件下，聚合物分子之间成键或者通过水分子成键的弹性体。前者称为水敏性弹性体；而后者则称为亲水性弹性体。亲水性又可分为吸水性（或水膨胀性）和出水性。此类弹性体可在常温常压下或在温水中进行连续交联，可用作各种容器的密封材料和屋顶（或面）的覆盖材料，今后将有更广泛的用途。10.4.3光敏性功能弹性体10.4.4辐射功能弹性体在此领域中，非弹性材料（如甲基丙烯酸甲酯和丙烯腈的共聚物及氯化聚丙烯酸甲酯）已实现商品化，但弹性体的例子较少。环氯化聚丁二烯和聚异丁烯已有报道，前者虽然随着交联反应几率的增加定位反差下降，但感光率可达5×10-7～4×10-9c/cm3，很有

6、发展前途。10.4.5导电（磁性）功能弹性体1.概述2.半导体类导电性橡胶3.分散复合类导电橡胶（1）防过电流、过热元件（2）压敏导电性橡胶(PCR)（3）异向导电性橡胶10.4.6生物医用功能弹性体1.概述2.聚氨酯：（1）嵌段型聚氨酯(2)含氟链段型聚氨酯(FPU)(3)其他KIII-2与Candiothane的组成相同，但聚二甲基硅氧烷部分具有IPN结构3.硅橡胶：（1）硅橡胶的生物适应性（2）硅橡胶的应用举例（3）硅橡胶的改性4.其他医用橡胶10.5Sh-智能弹性体10.5.1HSPBd-1，210.5.2分离智能弹性体在各种材料中，硅橡胶的氧气透过系数较大，但强度低，不易成膜。目

7、前在金属离子分离膜中，较有成效的是在聚氨酯主链或侧链引入冠醚的方法，因为冠醚本身对金属离子有较强的配位能力。