形状记忆基聚合物复合材料的研究进展

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1、·12·材料导报A：综述篇2012年1月(上)第26卷第1期形状记忆基聚合物复合材料的研究进展王坤，朱光明(西北工业大学应用化学系，西安710072)摘要形状记忆聚合物是一种新型智能材料，广泛应用于医疗和航天领域。但是传统的形状记忆聚合物由于力学强度低、形变回复力小等缺点使其发展应用受到限制。主要介绍了以各种形状记忆聚合物为基体，添加增强填料来制备形状记忆聚合物复合材料，并且描述了复合材料的形状记忆效应与力学性能和填料的体积分数或质量分数之间的关系，以及形状记忆聚合物复合材料的应用领域与前景。关键词形状记忆基聚合物增强填料形状记忆效应复合材料TheLatestAdvancesinShapeMe

2、moryCompositesWANGKun．ZHUGuangming(DepartmentofAppliedChemistry，NorthwesternPolytechniealUniversity，Xi’all710072)AbstractShapememorypolymer(SMP)isanovelintelligentmaterial，whichiswidelyusedinthefieldofmedicalandaerospaceHowever，duetOlowmechanicalstrength，smalldeformationrecoverystressandetc．，thede-v

3、elopmentandapplicationofthetraditionalSMPhavebeenrestricted．InordertOimprovethepropertiesoftheSMP，particleorfiberreinforcedcompositesbasedonshapememorypolymeraredeveloped．Thelatestadvancesinshapememorycompositesarereviewed，andtherelationshipbetweentheshapememoryeffectandthemechanicalpropertiesoftheS

4、MPcompositesandthevolumefractionorweightfractionofthe．fillersaredescribed．Finally，theapplicationfieldandthedevelopmentprospectsoftheshapememorycompositesareintroduced．KeywordsSMP，reinforcedfillers，shapememoryeffect，composites其中聚降冰片烯的玻璃化温度L为35℃，接近人体温度，室0引言温下为硬质塑料，是一种可生物降解材料，可作为生物医学形状记忆聚合物(Shapememory

5、polymer，SMP)是一种材料，适于制作人体用材料。新型的功能高分子材料。能够感知环境变化(如温度、力、电尽管形状记忆聚合物具有优异的特性，但是仍存在明显磁、溶剂等)的刺激，并响应这种变化，对其状态参数(如形的缺点，即力学强度和模量比较低、形状回复力比较小。如状、位置、应变等)进行调整．从而回复到其预先设定的状态。典型的Ni—Ti形状记忆合金的力学强度为700～1000MPa形状记忆聚合物与形状记忆合金(Shapememoryalloy，(退火的)或1300～2000MPa(未退火的)[2_8]，而形状记忆聚SMA)、形状记忆陶瓷相比，具有以下特点：①形变量大，使合物的力学强度在5～IOM

6、Pa之间，这主要与形状记忆聚合用方便；②原料充足，品种多，形状记忆回复温度范围宽；物种类有关[9—1引。形状记忆合金的形状回复力可高达③质量轻，易包装和运输；④加工容易，易制成结构复杂的800MPa[2’13]，而形状记忆聚合物的形状回复力通常在百分之异型品，能耗低；⑤价格便宜，仅是金属形状记忆合金的几MPa到几十MPa之间[1”22

7、。低强度意味着有约束情况1％；⑥耐腐蚀，电绝缘性和保温效果好。因此自20世纪90下产生的形变回复力小。为克服传统形状记忆聚合物的这年代以来形状记忆聚合物得到迅速发展及应用，并且在新型一弱点，可在形状记忆聚合物中加入增强材料，如纤维、颗粒医疗设备、智能主动控制结构

8、、电缆的续接与保护、空间可折等，制备成形状记忆复合材料。叠结构等[1j领域备受关注。1形状记忆复合材料形状记忆高分子材料品种繁多，根据刺激响应不同可分为热致形状记忆高分子材料、电致形状记忆高分子材料、光1．1纤维增强形状记忆复合材料致形状记忆高分子材料和化学感应形状记忆高分子材料4短玻璃纤维对形状记忆聚合物材料的拉伸强度有明显类。目前国内外研究较多并且已得到广泛应用的SMP是热的影响。纤维含量越大