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)用近年來隨著智能材料在紡織領(lǐng)域的應(yīng)用智能紡織品的開發(fā)與設(shè)計已經(jīng)引起人們越來越多的關(guān)注成為紡織工業(yè)的未來。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、再通過熱刺激形變體又回復(fù)至原來形狀的能力。目前熱致感應(yīng)型形狀記憶高分子材料以其獨特的性能成為智能紡織品開發(fā)的一個熱點。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展后逐漸發(fā)展起來的。是運用現(xiàn)代高分子物理學(xué)理論和高分子合成及改性技術(shù)對通用高分子材料進行分子組合和改性如對聚乙烯、聚酰胺、共聚酰胺、聚氨酯等高分子材料進行分子設(shè)計及分子結(jié)構(gòu)的調(diào)整使它們在常溫范圍內(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、室溫時成為堅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)到定型時的形狀。2.1形狀記憶纖維及紗線對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。所得纖維的斷裂強度可達110~115cNdtex斷裂伸長率100%~400%其形變固定率和形變回復(fù)率均在90%以上。該發(fā)明已申請了中國發(fā)明專利。目前形狀記憶纖維的熔體紡絲方法正在研究、開發(fā)中與普通氨綸相比因其特殊的微觀結(jié)構(gòu)和宏觀上的功能對合成工藝和紡絲工藝要求更高。由香港理工大學(xué)

5、開發(fā)的熔融紡絲法生產(chǎn)的形狀記憶纖維其斷裂強度尚低于由濕法紡絲紡出的形狀記憶纖維的斷裂強度即纖維的性能還有待進一步提高采用形狀記憶聚氨酯通過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)原始形狀時可使紗線變得蓬松、卷曲形成變