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形状记忆塑料简介

发布日期:2022/5/17 21:03:05 访问次数:113

形状记忆塑料是指具有初始形状的制品经形变固定后,通过响应参数的刺激,又可使其恢复原始形状的一类高分子材料,英文简称为SMP。

按形状记忆塑料的响应参数不同,可分为不同种类。响应参数为温度场时,称为热致形状记忆塑料,可广泛用于医疗器械、泡沫塑料、座垫、光信息记录介质及报警器等;响应参数为电能时,称为电致形状记忆塑料,主要用于电子通讯及仪器仪表等领域如电子集束管、电磁屏蔽材料等;响应参数为光能时,称为光致形状记忆塑料,主要用于印刷材料、光记录材料及光驱动分子阀等;响应参数为化学能时,称为化学致形状记忆塑料,具体品种有部分皂化的聚丙烯酰胺、聚乙烯醇和聚丙烯酸混合物膜,可用于蛋白质或酶的分离膜、化学发动机等特殊领域。由于受温度控制的方法简单,加工容易,因而应用广泛,是目前形状记忆塑料中开发最活跃的一种。

热致形状记忆塑料是指在一定温度下变形,并能在室温下固定大部分形变且长期有效,当再升至某一特定温度时,制品很快恢复到形变前形状的一类高分子材料。为什么形状记忆塑料具有记忆功能呢?这是因为形状记忆塑料具有特殊的多相结构,一般由防止树脂流动和记忆原来形状的固定相和随温度变化能发生软化一硬化可逆变化的可逆相组成;固定相的作用在于原始形状的记忆与恢复,而可逆相的作用时保证制品可以改变形状。

热固定塑料的固定相为交联结构,可逆相为结晶态或玻璃态。

    热塑性塑料的固定相为结晶态、玻璃态或聚合物之间的相互缠绕和吸附,而可逆相为结晶态和玻璃态。

    例如,形状记忆聚氨酯以软段连续相为可逆相,以部分结晶的硬段作为物理交联点形成物理交联的为固定相。

    形状记忆塑料的加工包括三个阶段:记忆形状、制品变形和形变恢复。

    记忆形状   也称为一次成型,它是将树脂加热熔化,固定相和可逆相均处于软化状态,熔体注入模具中,冷却即可得到原始形状。

    制品变形    也称为二次成型,它将一次成型的原始形状制品加热至临界形变温度如可逆相的玻璃化温度Tg,此时的可逆相开始软化而固定相不会变形;在适当的外力作用下,可逆相发生压缩或拉伸形变;在外力保持下冷却,冷却后外力解除,可逆相的形变仍然得以保持。

     形变恢复    将二次成型制品加热至形变恢复温度如可逆相的玻璃化温度Tg时。可逆相开始软化,借助于材料内部链段的热运动,可逆相的形变开始恢复,称为形状记忆。

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