水性形状记忆聚氨酯的合成及性能研究

文章以2,4-甲苯二异氰酸酯(TDI)、聚己内酯二醇(PCL)、二羟甲基丙酸(DMPA)和三羟甲基丙烷(TMP)合成水性内交联型形状记忆聚氨酯(WSPU),研究不同分子量的PCL以及亲水扩链剂的存在下,对其形状记忆性能的影响.FT-IR、1H-NMR、DSC、形状记忆性能表征结果表明,当软硬段质量分数为定值时,PCL分子量的增加使得软段结晶程度增加;当PCL分子量在5 000时,乳液性能稳定,它的形状记忆恢复率已达到95%;但随着软段分子量的增大,导致聚氨酯粒径也随之增大,乳液的不稳定性增加.     

硬段含量对热致形状记忆聚氨酯材料记忆性能的影响

以聚己二酸乙二醇酯二醇 (PEA)为软段、4,4’ -二苯基甲烷二异氰酸酯 (MDI) 1,4 丁二醇 (BDO) 含环状结构的扩链剂DPA为硬段 ,采用一步聚合法制备了一种具有热致形状记忆功能的多嵌段聚氨酯弹性体。研究了其多次形变形状记忆恢复能力 ,并且用DSC分析不同硬段含量的热致记忆聚氨酯的热行为 ,另外用WAXD对其聚集态结构进行了观察     

水性形状记忆聚氨酯的合成及其在织物上的应用

聚己内酯二元醇(PCL)为结晶软段,异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)为硬段,合成硬段含量不同的一系列交联型水分散形状记忆聚氨酯(SMPU).通过FTIR、DSC、XRD、透湿性和形状记忆性能测试等,研究了硬段含量对形状记忆聚氨酯(SMPU)结构与性能的影响以及形状记忆聚氨酯在织物涂层上的应用.结果表明:随着硬段含量的提高,聚氨酯的结晶熔融温度升高,结晶度下降,形状回复率先增大再减小.当硬段为28.6%时,形状回复率达到最大为94%.经SMPU处理过的织物随着SMPU硬段含量的增加,透湿量降低;随着温度的升高,透湿量增大.形状回复角较未经处理的织物原样有明显增大.     

化学交联型体温形状记忆聚氨酯研究

Ｓｈａｐｅｍｅｍｏｒｙｐｏｌｙｕｒｅｔｈａｎｅ (ＳＭＰＵ)ｉｓａｎｏｖｅｌｆｕｎｃｔｉｏｎａｌｐｏｌｙｍｅｒｍａｔｅｒｉａｌ.Ｉｎｒｅｃｅｎｔｒｅ ｓｅａｒｃｈ ,ｂｏｄｙｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅＳＭＰＵｉｓｒｅｃｅｉｖｉｎｇｍｏｒｅａｎｄｍｏｒｅｓｐｅｃｉａｌｉｎｔｅｒｅｓｔｉｎｇ .Ｂｏｄｙｔｅｍｐｅｒａ ｔｕｒｅＳＭＰＵｂｅｌｏｎｇｓｔｏｓｅｇｍｅｎｔｅｄｃｏｐｏｌｙｍｅｒ ,ｗｈｉｃｈｃａｎｂｅｄｅｆｏｒｍｅｄｉｎｔｏａｎｙｆｒｅｅｓｈａｐｅａｂｏｖｅｔｈｅｇｌａｓｓｔｒａｎｓｉｔｉｏｎｔｅｍｐｅｒ…     

形状记忆聚氨酯(PUs)及其在纺织上的应用

对形状记忆聚合物的形状记忆机理及其过程进行了探讨,重点阐述了形状记忆聚氨酯的形状记忆功能及其影响因素,讨论了它在纺织上的应用及有待深入研究的问题。     

聚氨酯酰亚胺的合成及性能研究

以1,4－丁二醇（BD）、2,4－甲苯二异氰酸酯（2,4－TDI）、均苯甲四酸二酐（PMDA）为单体聚氨酯预柔体法溶液聚合合成了聚氨酯酰亚胺（PUI）,探讨了反应时间、催化剂、温度、溶液对PUI合成反应的影响,产物由IR进行了表征,产物的特性粘数范围在0．002－0．006mL.g^-1,通过DSC、TG分析了配比不同的聚合物的相转变和热稳定性,结果表明随着酰亚胺含量的增大,热稳定性增加。     

具有形状记忆效应的硅烷化聚己内酯型聚氨酯

以烷氧基钛和聚乙二醇的混合物引发ε-己内酯本体聚合得到低聚合度(DPn为10~50)的聚己内酯(PCL)二醇,然后在N,N-二甲基甲酰胺中依次与4,4′-二苯基甲烷二异氰酸酯和3-氨丙基三乙氧基硅烷反应,脱除溶剂并经湿气交联得到硅烷化聚己内酯型聚氨酯(SPCLU)。研究了PCL嵌段聚合度对SPCLU交联特征、结晶行为、力学性能及形状记忆性的影响。结果表明:当PCL嵌段DPn由10增加到50时,SPCLU结晶度和熔点随之增加,弹性模量及断裂伸长率均提高;而SPCLU的交联密度随PCL嵌段DPn的增加而减小;由结晶度较高的嵌段(DPn为30~50)组成的SPCLU具有良好的形状记忆性,形状回复率为95%~100%,形状回复温度与PCL结晶区域的熔程相对应。     

苯乙烯基形状记忆复合材料梁的弯曲性能分析

为了提高形状记忆聚合物(SMP)的刚度性能,研制了纤维增强苯乙烯基形状记忆聚合物复合材料(SMPC),对其动态力学和弯曲性能进行了测试分析,采用有限元分析法得到SNIP和SMPC梁的弯曲变形规律,并利用经典层合板理论对其刚度进行分析.结果表明:SMPC材料的弯曲回复率和抵抗变形的能力都高于纯SMP材料.在等温度条件下,SNIP梁和SMPC梁的变形与载荷呈线性关系;在等载荷条件下,SMP梁和SMPC梁的变形与温度呈非线性关系.SMPC的刚度特性使其应用领域得到拓展.     

树枝状聚氨酯丙烯酸酯的合成及性能研究

以甲苯-2,4-二异氰酸酯、丙烯酸羟乙脂、甲基丙烯酸缩水甘油酯等对树支状多元醇进行改性,合成了可快速光固化的新型树枝状聚氨酯丙烯酸酯树酯(DPUA),并通过红外光谱,核磁共振氢谱对其结构进行了分析表征.同时测试的结果表明:固化膜具有适当的硬度和柔韧性,较好的附着力,热分解温度可达到208℃.     

Cu基形状记忆合金在生理盐水中的缝隙腐蚀

采用浸泡实验和电化学测试技术对ＣｕＺｎＡｌ形状记忆合金在生理盐水中的缝隙腐蚀行为进行了研究．结果表明，缝隙试样的腐蚀率大于自由表面试样．缝隙试样腐蚀电位比自由表面试样低约３０ｍＶ，说明缝隙腐蚀更易发生     

TiNiCu形状记忆合金在人工模拟体液中的电化学性能

采用电化学测试方法对TiNiCu形状记忆合金在Hank’s人工模拟体液中的电化学性能进行研究.结果表明,阳极极化时,在100~150 mV电位区间出现了活性溶解.随pH的降低和Cl-浓度升高,孔蚀电位Eb值负移,孔蚀敏感性增大,而温度对TiNiCu形状记忆合金的电化学性能影响不大.比较而言,在Hank’s人工模拟体液中,TiNiCu形状记忆合金的电化学性能比TiNi形状记忆合金劣,其原因可能是TiNiCu形状记忆合金在常温下的马氏体B19'可能掺杂着中间相B19,造成材料晶体结构不单一,易形成腐蚀原电池.此外,扫描电镜与X-射线分析表明,在晶界析出的Ti2Ni相及表面疏松的富Cu结构也促进了阳极活性溶解.     

形状记忆聚合物复合材料梁的弯曲变形

基于形状记忆聚合物(SMP)材料研制了热激励主动变形的纤维增强形状记忆聚合物复合材料(SMPC),对其动态力学性能进行了测试分析,应用有限元模拟分析法和层合板理论,得到SMP和SMPC悬臂梁的弯曲变形与刚度变化曲线.分析表明:SMPC材料抵抗变形的能力高于SMP材料.在等温度条件下,SMP梁和SMPC梁的变形与载荷呈线性关系;在等载荷条件下,SMP梁和SMPC梁的变形与温度呈非线性关系.SMPC的刚度特性使其在高温下应用领域得到拓展.     

考虑温度记忆效应的形状记忆合金本构模型

近年来在形状记忆合金（Shape Memory Alloy,SMA）中发现的由于不完全马氏体逆相变引起的温度记忆效应,在智能材料与结构等领域具有潜在的应用价值,建立克服现存SMA本构模型不能考虑SMA温度记忆效应这一局限性的SMA本构模型具有理论和工程实际意义．本文在前期研究的基础上,基于作者提出的形状记忆因子的概念,综合运用热力学、连续介质力学和马氏体相变学的相关理论,建立了描述SMA的形状记忆因子、应力、温度间关系的形状记忆方程和描述SMA的应变、应力、温度间关系的力学本构方程．由形状记忆方程和力学本构方程构成的SMA本构模型,克服了现存SMA本构模型不能考虑SMA温度记忆效应的局限性．数值结果表明,该SMA本构模型能有效描述经历不完全马氏体逆相变的SMA的热力学行为,可为SMA温度记忆效应的应用研究提供理论基础．     

生理盐水中TiNi基形状记忆合金耐蚀机理研究

采用电化学测试技术对 Ti Ni基形状记忆合金在生理盐水中的腐蚀机理进行了研究 .结果表明 ,Ti Ni合金与 Ti Ni Cu合金相比 ,阳极钝化区拓宽、孔蚀电位正移、腐蚀率减小 .通过EDX分析和 SEM观察发现 ,Ti Ni基形状记忆合金蚀孔内存在富 Ti贫 Ni的 Ti2 Ni析出相 ,是萌生孔蚀的敏感位置 .在生理盐水中 Ti Ni Cu合金的耐蚀性比 Ti Ni合金劣 ,是由于 Ti Ni Cu合金存在不同晶体结构区域 ,造成电化学性质不均匀 ,加之晶界疏松状态的 Cu的表面富集 ,促进阳极溶解过程所致     

Low-cost (ZrCu)50-xTax high temperature shape memory alloys showing excellent shape memory effect

ZrCu-based alloys, as one of the most potential high-temperature shape memory alloys, show quite high martensitic transformation temperature, relatively low price for the raw materials, and good casting fluidity. In this work, the martensitic transformation (MT) and shape memory effect of (ZrCu)_50-xTa_x high-temperature shape memory alloys were systematically investigated. Both X ray diffraction and SEM backscattered electron image demonstrated the coexistence of the main phase monoclinic martensite phase and the second phase Ta₂Cu. SEM results also revealed that increasing Ta content resulted in a larger volume fraction of Ta₂Cu phase. Differential scanning calorimetry results showed that the MT temperatures remarkably increased with Ta addition. The ductility of the (ZrCu)_50-xTa_x alloys was reduced to some degree with increasing Ta content. The shape memory effect was improved significantly, in which (ZrCu)₉₈Ta₂ alloy showed the 6.19% maximum recovery strain during 8% pre-strain under compression at 25 ?°C.     

Exploitation of shape memory alloy actuator using resistance feedback control and its development

The relationship between phase transformation and electric re sistivity of Ti-42.6Ni-7Cu SMA was investigated. In the isothermal tensile tests, stress—strain curve shows large hysteresis and nonlinearity, whereas the resistivity—strain curve can be fitted by linearity. The resistivity of SMAs can be determined from the volume fractions of the martensitic and austenitic phas es. This characteristics leads to that the resistance of the SMAs is used as a parameter of strain of SMAs. A SMA actuator using resistance feedback control system was proposed, which can control and retain positioning at any positions without using sensor devices, and the deviation of position of this system was less than 3 μm.     

热处理对CuAlNiMnTi形状记忆合金相变滞后的影响

用电阻法、金相分析、电镜分析及Ｘ射线衍射等研究了热处理对ＣｕＡｌ－ＮｉＭｎＴｉ形状记忆合金相变滞后（Ａｆ—Ｍｓ）的影响．研究结果表明：淬火合金时效处理时，相变点急剧下降，时效初期相变滞后明显增大，后趋于稳定．淬火合金６００℃中温处理时，相变点下降，相变量减小．而热弹性马氏体相变类型则从Ｉ型转变到Ⅱ型，然后再转变到Ｉ型；伴随着热弹性马氏体相变类型的变化，相变滞后开始降低，然后增加．这是因为时效处理时析出ＮｉＡｌ基相，中温处理时析出ａ相所致．