高分子材料06019

1、形狀記憶高分子材料在智能紡織上的應(yīng)用近年來(lái)隨著智能材料在紡織領(lǐng)域的應(yīng)用智能紡織品的開(kāi)發(fā)與設(shè)計(jì)已經(jīng)引起人們?cè)絹?lái)越多的關(guān)注成為紡織工業(yè)的未來(lái)。熱致感應(yīng)型形狀記憶高分子材料就是一種刺激響應(yīng)型智能材料它們具有在外部熱刺激下改變形狀、再通過(guò)熱刺激形變體又回復(fù)至原來(lái)形狀的能力。目前熱致感應(yīng)型形狀記憶高分子材料以其獨(dú)特的性能成為智能紡織品開(kāi)發(fā)的一個(gè)熱點(diǎn)。1熱致感應(yīng)型形狀記憶高分子材料的記憶原理及加工制備1.1熱致感應(yīng)型形狀記憶高分子材料熱致感應(yīng)型形狀

2、記憶高分子材料是20世紀(jì)60年代形狀記憶金屬合金研究取得重大進(jìn)展后逐漸發(fā)展起來(lái)的。是運(yùn)用現(xiàn)代高分子物理學(xué)理論和高分子合成及改性技術(shù)對(duì)通用高分子材料進(jìn)行分子組合和改性如對(duì)聚乙烯、聚酰胺、共聚酰胺、聚氨酯等高分子材料進(jìn)行分子設(shè)計(jì)及分子結(jié)構(gòu)的調(diào)整使它們?cè)诔胤秶鷥?nèi)具有塑料的性質(zhì)即硬性、形狀穩(wěn)定性在一定溫度下(記憶溫度下)具有橡膠的特性主要表現(xiàn)為材料的可變形性和形狀回復(fù)性即材料的記憶性能。這樣在記憶溫度下使材料變形至所需要形狀并保持該形變冷卻至

3、室溫時(shí)成為堅(jiān)硬固體一旦需要將該固體型加熱至記憶溫度該形變體又可回復(fù)至原來(lái)的形狀如此循環(huán)往復(fù)。1.2熱致感應(yīng)型形狀記憶高分子材料的記憶機(jī)理形狀記憶高分子材料(SMP)都具有兩相結(jié)構(gòu)(結(jié)晶與無(wú)定型兩種狀態(tài))既有記憶起始形狀的固定相和隨溫度變度升到變形回復(fù)溫度以上就可回復(fù)到定型時(shí)的形狀。2.1形狀記憶纖維及紗線對(duì)形狀記憶纖維其紡絲工藝主要包括溶液干法、溶液濕法、熔融擠出法和化學(xué)反應(yīng)法等。具有形狀記憶的聚合物除了應(yīng)滿足可紡性要求外最主要的是其紡

4、出的纖維必須具有形狀記憶特性。香港理工大學(xué)紡織及制衣學(xué)系使用常用工業(yè)聚氨酯合成設(shè)備合成出了形狀記憶聚氨酯然后利用傳統(tǒng)濕法紡絲工藝及設(shè)備紡出了具有形狀記憶的纖維。所得纖維的斷裂強(qiáng)度可達(dá)110~115cNdtex斷裂伸長(zhǎng)率100%~400%其形變固定率和形變回復(fù)率均在90%以上。該發(fā)明已申請(qǐng)了中國(guó)發(fā)明專(zhuān)利。目前形狀記憶纖維的熔體紡絲方法正在研究、開(kāi)發(fā)中與普通氨綸相比因其特殊的微觀結(jié)構(gòu)和宏觀上的功能對(duì)合成工藝和紡絲工藝要求更高。由香港理工大學(xué)

5、開(kāi)發(fā)的熔融紡絲法生產(chǎn)的形狀記憶纖維其斷裂強(qiáng)度尚低于由濕法紡絲紡出的形狀記憶纖維的斷裂強(qiáng)度即纖維的性能還有待進(jìn)一步提高采用形狀記憶聚氨酯通過(guò)濕法或熔融紡絲制備出形狀記憶纖維。形狀記憶纖維可紡成具有多種功能的紗線如高伸長(zhǎng)性、高耐磨性、耐火性、高抗沖擊性等。纖維可純紡也可與任何一種天然纖維或其它化學(xué)纖維以多種比例紡成混紡紗或包纏紗可作為單絲也可作為復(fù)絲。用形狀記憶絲加捻紡成的紗線當(dāng)環(huán)境溫度變化而受激發(fā)回復(fù)原始形狀時(shí)可使紗線變得蓬松、卷曲形成變