反式聚异戊二烯/有机黏土复合材料的形状记忆性能

以反式聚异戊二烯(TPI)为基体,通过加入有机黏土(OC)制备了TPI/OC纳米复合材料(TPICNs)。通过X射线衍射、差示扫描量热、动态力学分析和扫描电子显微镜等手段分别考察了TPICNs的结晶情况、形状记忆性能、力学性能和微观形貌。结果表明,随着OC用量的增加,TPICNs的结晶度、拉伸强度和形状回复率均先增大后减小;当OC用量为1.2份(质量)时,TPICNs的拉伸强度最大且展现出最好的形状记忆行为;TPICNs断面处结晶颗粒分布均匀。

超声分散时间对GO-CF增强SMPC形状记忆性能的影响

为了研究超声分散时间对形状记忆聚合物复合材料(SMPC)微观组织和形状记忆性能的影响,采用真空浸渗热压工艺制备6组不同超声分散时间的GO-CF混杂增强SMPC,通过扫描电子显微镜表征SMPC的微观组织形貌,开展形状记忆性能的测试.结果表明,适当的超声分散时间可以将GO剥离成片状结构并均匀分散在SMPC中,形成机械联锁和化学键合.随着超声分散时间的增加,SMPC的形状固定率和形状回复率呈现先增大后减小的趋势,除30 min外,其他SMPC的平均回复速率呈现先减小后增大的趋势,当超声分散60 min时,SMPC具有最佳的形状记忆性能,形状固定率和形状回复率分别达到97.85%和97.30%,最大回复力为10.47 N,平均形状回复速率为1.04°/s,机械联锁和化学键合这种复合结构的增加有利于增强SMPC的形状记忆性能,但需要更多的能量来实现SMPC的形状回复.

基体配比对VIHPS制备GO-CF/EP复合材料微观组织与形状记忆性能的影响

碳纤维混杂增强复合材料由于具有重量轻、可设计性强等诸多优点,广泛用于汽车、海洋、航空航天等行业.根据固化剂与环氧树脂的配比化学原理,计算出石墨烯-碳纤维混杂增强树脂基(GO-CF/EP)复合材料的最佳配比为1∶5,并采用真空浸渗热压成型工艺(VIHPS)制备1∶2~1∶7共六个配比的试样,结合形状记忆性能测试及微观形貌的观察,得到固化剂与环氧树脂实际最佳配比.实验结果表明,GO-CF/EP复合材料性能主要取决于体系中交联度的大小,交联度越大,复合材料的形状记忆性能越好,微观组织形貌也较理想.当基体配比为1∶5时,GO-CF/EP复合材料体系中交联度最大,微观形貌呈现均匀致密的状态,形状固定率最大,为95.90%;形状回复率最大,为95.40%;形状回复时间最短,为80.30 s;形状回复力最大,为9.48 N.当基体配比为1∶2或1∶7时,固化剂过量或不足,交联度较小,微观组织形貌中有大量的基体聚集区,其形状记忆性能下降,形状固定率及回复率也相应减小,分别为82.99%,81.66%,81.91%,78.75%;形状回复力分别只有5.20 N和5.50 N.

TPI/NR复合材料的制备及形状记忆性能

以反式异戊二烯橡胶(TPI)为主体,通过改变TPI和天然橡胶(NR)的质量比制备TPI/NR复合材料。探究了复合材料的硫化性能、力学性能、结晶性能、形状记忆性能及拉伸断面的微观形貌。结果表明,随着TPI/NR复合材料中TPI含量的减少NR含量的增加,复合材料的正硫化时间减少,与TPI相比NR更易硫化;此外复合材料的力学性能、结晶性能及形状记忆性能逐渐降低;当m(TPI)∶m(NR)=70∶30时,复合材料仍拥有良好的形状记忆性能且有较高的拉伸强度和断裂伸长率;扫描电子显微镜测试表明,TPI和NR基体有良好的相容性。

交联型与线形水性聚氨酯的形状记忆性能比较

由聚酯多元醇、2,4–甲苯二异氰酸酯、二羟甲基丙酸等合成了水性聚氨酯乳液,对乳液性能进行了研究;对制得的聚氨酯胶膜进行了红外分析、DSC测试和形状记忆性能测试;用丙三醇和三羟甲基丙烷作为扩链制得的交联水性聚氨酯与用1,4–丁二醇制得的线形水性聚氨酯进行了性能比较,结果表明:不同扩链剂对水性聚氨酯的性能有一定的影响,与线形水性聚氨酯相比,交联型水性聚氨酯具有较好的形状记忆性能,形状恢复率可达92%～97%。

钛镍多孔材料的制备及其显微组织与形状记忆性能

采用粉末烧结法制备了高孔隙率的Ti-50.8 at%Ni形状记忆合金(SMA),并对其显微组织和形状记忆性能进行了研究。结果表明,用该种方法制备的多孔合金样品具有孔隙分布均匀以及开孔率高的特点,其平均孔径在200μm左右。合金组织主要由奥氏体NiTi相(B2)和单斜马氏体NiTi相(B19’)组成。循环加载-卸载实验结果表明,该多孔材料能表现出一定的形状记忆效应,而且形状记忆效应随孔隙率的增加而降低。

主链含亲水基团的聚氨酯力学性能和形状记忆性能的研究

采用自乳化法,用聚酯二元醇、异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、二羟甲基丙酸(DMPA)、乙二胺(EDA)、三羟甲基丙烷(TMP),1,4-丁二醇(BDO)等单体合成脂肪族水性聚氨酯。探讨了NCO/OH摩尔比、TMP含量、扩链剂种类对聚氨酯胶膜力学性能和形状记忆性能的影响。结果表明:加入TMP后,聚氨酯形成化学交联,拉伸强度得到改善,并随着TMP含量的增加而增大;由于物理交联与化学交联的协同作用,交联型聚氨酯形状记忆性能良好;当NCO/OH摩尔比为1.4,DMPA含量为6%,TMP含量为1%时,聚氨酯胶膜的形状固定率为87.62%,形状回复率为98.10%。

反式-1,4-聚异戊二烯/乙炔黑复合材料的形状记忆性能

用橡胶加工方法制备了反式-1,4-聚异戊二烯/乙炔黑复合材料,研究了复合材料的力学性能、导电性、热致及电致形状记忆性能。结果表明:随乙炔黑用量的增加,复合材料的拉伸强度先增后减,断裂伸长率则是单调降低;体积电阻率呈非线性降低趋势;试样具有热致形状记忆性能,随着乙炔黑用量增加,热刺激响应温度呈先升后降的趋势,热致形变回复率保持在90%左右,回复速度呈降低趋势。乙炔黑含量及施加的电压对试样的电致形状记忆性能有重要影响,乙炔黑用量增加或电压升高,试样的电致回复性能提高。

多孔形状记忆合金的变形特性及热-机械循环对形状记忆性能的影响

研究了传统粉末烧结制备工艺及热－机械循环压缩变形对多孔ＮｉＴｉ形状记忆合金变形和记忆特性的影响结果表明，随烧结温度升高，合金的轴向应变恢复率和弹性应变均显著提高可见，提高烧结温度有利于合金的形状记忆和弹性性能同时发现，少量（二次）热－机械循环压缩变形可显著提高合金的应变恢复率和可逆应变。

化学改性乙烯-乙酸乙烯共聚物(EVA)的形状记忆性能研究(Ⅰ)——拉伸比和乙酸乙烯(VA)含量对其形状记忆性能的影响

以过氧化二异丙苯 (DCP)为引发剂对乙烯 -乙酸乙烯共聚物 (EVA)进行化学交联改性 ,制备具有形状记忆性能的EVA。通过对形状记忆性能和凝胶含量的测定等重点探讨了拉伸比和乙酸乙烯 (VA)含量对其形状记忆性能的影响。结果表明 ,不同VA含量的EVA都存在一最佳拉伸比 ,在这一拉伸比下其形状记忆性能使各项参数达最大值 ;VA含量对未交联或交联度小的EVA的形状回复率影响很大 ,随着VA含量增加 ,形状回复率增大 ;VA含量对交联度大的已形成完善网络结构EVA的形状回复率的影响并不明显 ,形状固定率略降低。

硬段结构对分子链含亲水基团的聚氨酯形状记忆性能的影响

采用自乳化法,用聚酯二元醇、二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)或异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、二羟甲基丙酸(DMPA)、乙二胺(EDA)、三羟甲基丙烷(TMP)等单体合成了分子链含亲水基团的聚氨酯。用FTIR对聚氨酯进行了结构表征,并测试了胶膜力学性能和形状记忆性能。主要探讨了硬段结构与质量分数,回复温度和多次拉伸-回复对聚氨酯形状回复率的影响。结果表明,聚氨酯分子链内引入苯环或化学交联结构,可以改善材料的力学性能和形状记忆性能;聚氨酯的硬段质量分数有一最佳值,达到此值形状回复率最大;不同硬段结构的聚氨酯达到最大形变回复率的临界硬段质量分数不同,硬段的结构越稳定,其在形状记忆聚氨酯中的质量分数越低。多次拉伸-回复可以提高形状记忆性能。

TPI形状记忆性能研究

研究硫黄用量对反式1,4-聚异戊二烯(TPI)硫化胶物理性能和热致形状记忆性能的影响以及TPI硫化胶的电致形状记忆性能。结果表明,随着硫黄用量的增大,TPI硫化胶化学交联密度和总交联密度增大,定伸应力和拉伸强度减小,拉断伸长率增大,热刺激响应回复温度降低,最终形变回复率增大,形变回复速率先增大后减小;TPI硫化胶具有良好的电致形状记忆性能,随着施加电压的增大,TPI硫化胶最终形变回复率增大,形变回复时间缩短。

EVA形状记忆性能的研究

以过氧化苯甲酰(BPO)为交联剂,采用化学交联法对乙烯-醋酸乙烯酯(EVA)进行改性,制备了形状记忆高分子材料并研究其性能。通过对材料的形状记忆性能研究,发现BPO用量、醋酸乙烯酯(VA)质量分数都能影响材料的形状记忆性能;通过DSC对材料结晶性能的分析,发现交联使材料的结晶度下降,从而影响材料的形状固定率。

层压制备交联LDPE及其形状记忆性能的研究

采用层压成型的工艺,在低剪切应力下制备了交联低密度聚乙烯(XLPE)。对XLPE进行了凝胶含量、形状记忆性能与拉伸强度的测试。结果表明:当过氧化二异丙苯(DCP)质量分数为1.0%时,凝胶含量接近70%并趋于稳定,形状回复率达到100%,XLPE的拉伸强度提高。说明组合加工方法可显著提高DCP的交联效率,XLPE的形状回复与力学性能有明显的改进。

热型连铸铜-铝-镍合金的超弹和形状记忆性能

用热型连铸技术制备了铜-铝-镍合金,对经不同热处理后的合金进行了形状记忆和超弹性试验,并分析了相关机理。结果表明:该合金的超弹性变形高达13.3%~20%,远高于传统镍钛系合金,形状记忆性能也大为增加;合金组织为柱状晶,在外力作用下晶体取向与应力方向一致,不存在与应力方向垂直的晶界,不易发生晶界断裂;在超弹性变形过程中,发生了应力诱发马氏体相变,使晶体向应力有利的方向流动而得到准单晶体,材料塑性更大。

交联聚乙烯/纳米碳酸钙纳米复合材料的形状记忆性能研究

用硬脂酸表面处理的纳米碳酸钙填充改性低密度聚乙烯,制备交联聚乙烯/纳米碳酸钙复合材料。进行了凝胶含量、形状记忆性能、力学性能和熔融温度的测试。实验结果表明,随纳米碳酸钙含量的增加,复合材料的形状回复率提高,形状回复时间缩短;拉伸强度有一定提高;凝胶含量、形状固定率和断裂伸长率下降。当纳米碳酸钙质量分数为4%,过氧化二异丙苯(DCP)质量分数为0.6%时,交联聚乙烯的综合性能达到最佳。

反式-1,4-聚异戊二烯/炭黑导电复合材料的形状记忆性能

采用熔融共混法及适度硫化工艺制备了反式-1,4-聚异戊二烯/炭黑导电复合材料,研究了该复合材料的力学性能、导电性、热致及电致形状记忆性能。结果表明,随炭黑用量的增加,复合材料的拉伸强度先增加后减少,拉断伸长率逐渐降低,100%定伸应力和300%定伸应力呈升高趋势;高导电炭黑可大幅提高复合材料的导电性,复合材料的热刺激响应回复温度逐渐升高,热致形变回复率和热致回复速度均降低,热致形状记忆性能降低。复合材料具有良好的电致形状记忆性能,高导电炭黑的用量和外加电压对复合材料的电致形状记忆性能有重要影响,电致形变回复率和回复速度随外加电压或高导电炭黑用量的增加而增加。

Cu－Zn－Al合金双程形状记忆性能的衰减特性

本文研究了在冷热循环过程中Ｃｕ－Ｚｎ－Ａｌ合金双程记忆性能的衰减规律。实验分别考察了高温和低温残余应变的变化规律，结果表明：双程记忆性能的衰减可分为两个阶段，在第一阶段性能的衰减主要与热弹性马氏体的再取向有关，而在第二阶段性能的衰减与位错的增殖有关。

固溶温度对CuZnAl合金形状记忆性能的影响

研究了Cu 2 6 87Zn 3 85Al(wt% )形状记忆合金固溶温度对其形状回复率的影响。结果表明 ,该合金采用固溶 +上淬工艺处理后 ,在 6 0 0℃～ 72 0℃范围内 ,形状回复率随着固溶温度的升高迅速增加 ,在 72 0℃后趋于稳定 ,达到最大值 ;固溶温度越高 ,合金晶粒越大 ,会对其力学性能造成负面影响 ,在能保证合金形状记忆性能的基础上应尽量保证合金的晶粒小 ,因此其最佳固溶温度是 72 0℃。将该合金在室温下自然时效一个月后 ,由于马氏体稳定化 ,其形状回复率有小幅度下降。

磁热双重响应纳米Fe_(3)O_(4)/环氧树脂复合材料的形状记忆性能

以形状记忆环氧树脂EP5-60%为基体,掺杂改性磁性Fe_(3)O_(4)纳米粒子,制备了一系列磁和热双重响应纳米Fe_(3)O_(4)/环氧树脂形状记忆复合材料。红外测试表明,KH550成功改性了磁性Fe_(3)O_(4)纳米粒子,DSC测试确定热响应回复温度为80℃。当改性磁性Fe_(3)O_(4)纳米粒子质量分数为7%时,Fe_(3)O_(4)-7%/EP5-60%复合材料力学性能最佳,拉伸强度为29 MPa、断裂伸长率为37.3%。弯曲回复测试Fe_(3)O_(4)-7%/EP5-60%热响应形状记忆性能,其热响应形状记忆固定率(Rf)为99%,回复率(Rr)为97.9%。录像法记录Fe_(3)O_(4)-7%/EP5-60%磁响应形状回复过程时,25 min内能回复形变,磁响应回复率为93.3%。以上结果表明,利用Fe_(3)O_(4)纳米粒子的磁性,通过改性并控制好掺杂含量,可以制备性能较好的磁和热双重响应的纳米Fe_(3)O_(4)/环氧树脂形状记忆复合材料。