应变控制对形状记忆聚氨酯表面微纳结构的影响

目的探讨应变控制对形状记忆聚氨酯表面微纳结构的影响。方法将拉伸率为200%的聚氨酯薄膜,以夹具将两端固定的应变控制方式在32°C的空气中静置24 h;随后去除固定装置,让薄膜在41℃的空气环境中进行形状回复。计算薄膜形状回复率,采用原子力显微镜和扫描电镜观测和分析不同形态下(原始形状、应变控制后形状、回复后形状)聚氨酯薄膜表面微纳结构的变化与差异。结果应变控制降低了薄膜的形状回复率。原子力显微镜和扫描电镜观测结果显示:原始形状中聚氨酯分子链段中的硬段与软段发生相分离,硬段聚集形成无序的微区结构,并进一步组装成纳米纤维。拉伸引起微区结构沿拉伸方向有序排列,其结果是纳米纤维在拉伸薄膜表面沿拉伸方向延伸。应变控制对拉伸薄膜表面微纳结构无显著影响;经应变控制处理后薄膜表面微纳结构的排列仍处于有序状态,形状回复仅改变纳米纤维排列方向。结论应变控制可调节聚氨酯形状回复性能及表面微纳结构,研究结果对该材料在生物医学领域的应用具有重要参考价值。