新型納米顆粒增強(qiáng)形狀記憶復(fù)合材料的制備與表征.pdf

1、隨著現(xiàn)代航天、航空、電子、機(jī)械、醫(yī)學(xué)等高技術(shù)領(lǐng)域的飛速發(fā)展,傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)或功能材料已經(jīng)不能滿足高新技術(shù)的要求,智能材料作為一種新型材料,具備優(yōu)異的力學(xué)性能和各種多功能特性,可以實(shí)現(xiàn)材料的多功能化、多智能化。
　　形狀記憶聚合物是一類非常優(yōu)異的智能材料。但是形狀記憶聚合物這種材料本身的力學(xué)性能較低,在實(shí)際應(yīng)用中難以滿足更高的要求,所以科學(xué)家們嘗試加入各種增強(qiáng)材料來改善其低強(qiáng)度的力學(xué)性能,獲得更好的多功能智能材料。
　　多面體低聚

2、倍半硅氧烷(POSS)是一種增強(qiáng)聚合物力學(xué)性能,提高其耐熱性等綜合性能的納米級(jí)顆粒。為了更好的實(shí)現(xiàn)形狀記憶復(fù)合材料的多功能特性,使其具有優(yōu)異的力學(xué)性能和形狀記憶回復(fù)性能,本文在課題組在已有兩種自行合成的形狀記憶聚合物基礎(chǔ)上,采取物理共混方法制備了兩種苯基POSS顆粒增強(qiáng)形狀記憶復(fù)合材料。
　　本文首先制備了POSS顆粒增強(qiáng)環(huán)氧形狀記憶聚合物的形狀記憶復(fù)合材料(POSS/SMEP),經(jīng)過一系列力學(xué)測(cè)試、熱學(xué)測(cè)試、形狀記憶回復(fù)測(cè)試實(shí)驗(yàn)

3、,研究發(fā)現(xiàn)POSS顆粒的加入明顯提高了環(huán)氧形狀記憶聚合物的力學(xué)性能,當(dāng)POSS質(zhì)量分?jǐn)?shù)約為2.0wt％時(shí),材料強(qiáng)度提高了約10MPa,彈性模量約提高一倍,POSS顆粒加入后不僅能夠提高材料的力學(xué)性能,也提高了材料的表面硬度。加入POSS顆粒后,材料的玻璃環(huán)轉(zhuǎn)變溫度稍有降低,但其熱分解溫度提高了20℃,表現(xiàn)出優(yōu)異的熱穩(wěn)定性能。制備的形狀記憶復(fù)合材料的形狀記憶回復(fù)率均達(dá)到96%以上,而且形狀記憶回復(fù)時(shí)間相比純環(huán)氧形狀記憶聚合物減少10s。<

4、br>　　其次,本文針對(duì)POSS/SMEP體系中POSS顆粒分散問題做了進(jìn)一步研究探索,采用硅烷偶聯(lián)劑(KH550)對(duì)POSS顆粒進(jìn)行處理,然后制備了新型硅烷偶聯(lián)劑處理POSS顆粒增強(qiáng)形狀記憶聚合物的形狀記憶復(fù)合材料(POSS/SMEP/KH550),研究發(fā)現(xiàn)POSS顆粒均勻的分散在環(huán)氧形狀記憶聚合物基質(zhì)當(dāng)中,而且材料的力學(xué)性能、形狀記憶回復(fù)性能進(jìn)一步得到提高,拓寬了其應(yīng)用范圍。
　　最后,本文制備了POSS顆粒增強(qiáng)聚氨酯形狀記憶