基于聚氨酯的多重形狀記憶聚合物的制備與擠出研究.pdf

1、形狀記憶聚合物的出現(xiàn)對傳統(tǒng)材料的設(shè)計和使用方式產(chǎn)生了沖擊，它在繼承了傳統(tǒng)聚合物材料密度小，形變量大等優(yōu)異特點的基礎(chǔ)上，以其在外界刺激上獨特的變形-回復(fù)能力，使得它可以在生物醫(yī)學、航空航天、精密儀器制造等方面發(fā)揮重要的作用。無獨有偶，多重形狀記憶聚合物的出現(xiàn)所帶來的多次變形-回復(fù)的能力又進一步將智能材料的應(yīng)用推向了一個新的高度。在追求快節(jié)奏、高效率的時代，3D打印技術(shù)的出現(xiàn)拉近了普通人與生產(chǎn)制造之間的距離，將形狀記憶聚合物與3D打印技術(shù)有

2、機的結(jié)合起來，即拓展了3D打印材料的范圍又使得形狀記憶材料制品的精密程度、使用范圍等繼續(xù)提升，是一個雙贏的結(jié)果。
　　研究內(nèi)容首先通過預(yù)聚-擴鏈法制備不同軟段材料、硬段材料比的SMPU，經(jīng)過比較不同軟段材料對合成過程的影響，在軟段材料選用PCL之后，經(jīng)過反復(fù)的實驗，制備了多種軟硬段比例的SMPU后，分析測試材料的轉(zhuǎn)變溫度以及力學、熱力學性能之后，確定MDI:PCL:BDO=3:1:2和4:1:3比例的聚氨酯在室溫下不具有形狀記憶性

3、能，所以MDI:PCL:BDO=2:1:1是制備形狀記憶聚氨酯的有效的方案，其玻璃化轉(zhuǎn)變溫度在37℃，形狀回復(fù)率可達95％，同時課題還對制備的形狀記憶聚氨酯的應(yīng)用作了探索實驗分析。
　　其次通過共混改性的方法，參考三重形狀記憶聚合物的材料特性，選擇多組不同材料，包括PPC與PLA，PPC與PU，PLA與PS，SMPU與ABS等，綜合考慮了玻璃化轉(zhuǎn)變溫度，材料是否分層，以及宏觀力學性能等因素，最終發(fā)現(xiàn)SMPU與ABS的共混材料具備了

4、三重形狀記憶的特性，其每一階段的回復(fù)率接近90%，實驗還分析了該種材料的性能以及苯環(huán)對材料形狀記憶能力的促進作用和材料的三重形狀記憶機理：ABS進行玻璃化轉(zhuǎn)變的鏈段和SMPU發(fā)生玻璃化轉(zhuǎn)變的鏈段是可逆相存在，兩者之間的交聯(lián)結(jié)構(gòu)作為固定相存在。同時還可以通過改變兩者的比例調(diào)整共混物的性能，并設(shè)計了它的醫(yī)學應(yīng)用實例。
　　最后利用實驗制備的三重形狀記憶材料（SMPU:ABS=75:25）擠絲，研究了其應(yīng)用于3D打印的可能性，通過研究擠