形狀記憶水性聚氨酯的合成及其改性研究.pdf

1、形狀記憶聚氨酯是一種新興智能材料，是當(dāng)今材料領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)之一，在航空航天、生物醫(yī)藥、智能紡織等領(lǐng)域有很大的應(yīng)用前景。本文以結(jié)晶性能良好的聚己二酸1,4-丁二醇酯（PBA）為聚氨酯形狀記憶單元，制備了一系列力學(xué)性能和形狀記憶性能良好的形狀記憶水性聚氨酯材料，探討軟段分子量、擴(kuò)鏈劑、軟硬段摩爾配比、交聯(lián)度等因素對(duì)材料性能的影響。以不同的硅烷偶聯(lián)劑和端羥基硅油對(duì)其進(jìn)行改性，最后以蓖麻油和端羥基硅油對(duì)體系進(jìn)行復(fù)合改性，制備綜合性能優(yōu)異的復(fù)合材

2、料。
　　通過動(dòng)態(tài)力學(xué)分析研究了不同分子量體系的儲(chǔ)能模量與溫度變化的關(guān)系，使用WXRD研究材料結(jié)晶度，分析形狀記憶效應(yīng)的影響因素。研究表明：隨著分子量增加體系的結(jié)晶度增加，當(dāng)軟段分子量為3000的體系微相分離程度最大，具有最好的形狀記憶性能。以PBA3000為軟段材料，IPDI、DMPA和EDA為硬段材料，R值為1.7所制備的形狀記憶水性聚氨酯（IEPU3-2）體系具有較優(yōu)的形狀記憶性能和力學(xué)性能，形狀固定率和形狀回復(fù)率分別為96

3、％和100%，拉伸強(qiáng)度和斷裂伸長率分別為42.19MPa和855%。
　　以IEPU3-2體系為基體材料，加入不同硅烷偶聯(lián)劑和端羥基硅油對(duì)其進(jìn)行改性，硅烷偶聯(lián)劑的加入量為1%時(shí)，材料具有良好力學(xué)性能、形狀記憶性能和耐水性能，形狀固定率均為100%，形狀回復(fù)率為96%以上，經(jīng)在8次的循環(huán)拉伸過后，所有改性體系均保持在85%以上的形狀固定率。其中經(jīng)硅烷偶聯(lián)劑 KH570改性的PUK7-1.0體系拉伸強(qiáng)度為49.96MPa，比未改性體系

4、提高了18.42%；端羥基硅油改性使材料的50%失重溫度從370℃提高到378℃；以硅烷偶聯(lián)劑KH550與端羥基硅油復(fù)合改性體系接觸角為91.1°，提高了29.77%。
　　蓖麻油（CO）的加入可以大幅提升材料的耐水性，隨著蓖麻油用量的增加，水性聚氨酯膠膜的接觸角增大，吸水率減??；當(dāng)含量為8%時(shí)，材料具有較好的耐水性與力學(xué)性能，接觸角為93.4°，提高了33.05%，拉伸強(qiáng)度為46.27MPa，經(jīng)8次循環(huán)拉伸后材料的形狀固定率為9