形状记忆聚合物化学感应型SMP课件.ppt

1、聚合物也具有记忆聚合物也具有记忆形状记忆聚合物何为形状记忆聚合物？形状记忆聚合物（形状记忆聚合物（Shape Merrory Polyers，简称，简称SMP),又成为形状记又成为形状记高分子，是指具有初始形状的制品高分子，是指具有初始形状的制品在一定的条件下改变其初始条件并在一定的条件下改变其初始条件并固定后，通过外界条件（如热、固定后，通过外界条件（如热、电、光、化学感应等）的刺激电、光、化学感应等）的刺激又可恢复其初始形状的高分子材又可恢复其初始形状的高分子材料料SMP的记忆过程：的记忆过程：引发形状记忆聚合物的外部条件引发形状记忆聚合物的外部条件物理因素：热能、光能、电能和声能等化学因

2、素：酸碱度、螯合反应和相转变反应激发方式热诱导电诱导光诱导溶液诱导电致感应型SMP光致感应型SMP化学感应型SMP热致感应型SMP形状记忆聚合物分类形状记忆聚合物形状记忆聚合物 热致感应型热致感应型SMPSMP 在室温以上一定温度变形并能在室温固定形在室温以上一定温度变形并能在室温固定形变且长期存放，当再升温至某一特定响应温度时，变且长期存放，当再升温至某一特定响应温度时，能很快恢复初始形状的聚合物。能很快恢复初始形状的聚合物。随温度变随温度变化的能可化的能可逆地固化逆地固化和软化的和软化的可逆相可逆相防止树脂防止树脂流动并记流动并记忆起始态忆起始态的固定相的固定相形状记忆聚合物形状记忆聚合物

3、 固定相固定相 聚合物交联结构或部分结晶结构，在工作温度范聚合物交联结构或部分结晶结构，在工作温度范围内保持稳定，用以保持成型制品形状即记忆起始态。围内保持稳定，用以保持成型制品形状即记忆起始态。 可逆相可逆相 能够随温度变化在结晶与结晶熔融态（能够随温度变化在结晶与结晶熔融态（Tm）或玻）或玻璃态与橡胶态间可逆转变（璃态与橡胶态间可逆转变（Tg），相应结构发生软化、），相应结构发生软化、硬化可逆变化硬化可逆变化保证成型制品可以改变形状。保证成型制品可以改变形状。Back形状记忆聚合物形状记忆聚合物 电致感应型电致感应型SMPSMP 它是热致型热致型形状记忆高分子材料与具有导电性能导电性能物质

4、（如导电炭黑、金属粉末及导电高分子等）的复复合材料合材料。 其记忆机理与热致感应型形状记忆高分子相同, 该复合材料通过电流产生的热量使体系温度升高, 致使形状回复, 所以既具有导电性能，又具有良好的形状记忆功能。形状记忆聚合物形状记忆聚合物 光致感应型光致感应型SMPSMP 将某些特定的光致变色基团光致变色基团（PCGPCG）引入高分子主链主链和侧链侧链中，当受到光照射时（通常是紫外 光），PCG就会发生光异构反应光异构反应，使分子链的状态发生显著变化，材料在宏观上表现为光致形变，光照停止时，PCG发生可逆可逆的光异构化反应，分子链的状态回复，材料也回复其初始形状。 形状记忆聚合物形状记忆聚合

5、物 化学感应型化学感应型SMPSMP 利用材料周围的介质性质的变化来激发材料变形和形状回复。 常见的化学感应方式有pHpH变化变化、平衡离子置换平衡离子置换、螯合反应螯合反应、相转变反应相转变反应和氧化还原反应氧化还原反应等，这类材料如部分皂化的聚丙烯酰胺、聚乙烯醇和聚丙烯酸混合物薄膜等。形状记忆聚合物应用 航空、航天的部署组件和结构：例如，智能材料和织物、电子包装或管的热收缩膜、航空的自部署太阳帆、智能医药器件等 对于传统太空部署结构，通过使用机械铰链、能量储存器或马达驱动工具来完成轨道结构配置的改变，而SMPs及其复合材料制备的部署构件可以克服某些内在缺点，如复杂组装过程、大规模的机制、大

6、体积。u形状记忆聚合物在铰链、天线、光学反射镜及形状记忆聚合物在铰链、天线、光学反射镜及变形结构等中有基础应用变形结构等中有基础应用通过通过CHEM泡沫技术，测得了一些基础性能数据，泡沫技术，测得了一些基础性能数据，证明形状记忆聚合物及其复合材料在太空、商业、证明形状记忆聚合物及其复合材料在太空、商业、生物医药领域有不同于其他可部署结构的有点。生物医药领域有不同于其他可部署结构的有点。CHEM材料的设计、制备和加工的现在和未来的材料的设计、制备和加工的现在和未来的改进将有助于其拓宽潜在应用。改进将有助于其拓宽潜在应用。n具体的日常生活中的应用：基于具体的日常生活中的应用：基于SMPs的形状记忆

7、纤维应用的形状记忆纤维应用于发展热激发的于发展热激发的“smart”织物或未来智能衣服。织物或未来智能衣服。nMPs材料及其在医药领域现在和潜在应用：材料及其在医药领域现在和潜在应用：MPs作为临床作为临床器件被植入人体后，其玻璃转化温度可以控制器件被植入人体后，其玻璃转化温度可以控制SMPs的形状的形状恢复恢复/自部署。新开发的自部署。新开发的SMP泡沫，结合冷蛰伏弹性记忆泡沫，结合冷蛰伏弹性记忆（CHEM）加工工艺进一步拓宽了其潜在生物医药应用。）加工工艺进一步拓宽了其潜在生物医药应用。SMP材料小型化和变形后，通过微导管植入体内，到达正确材料小型化和变形后，通过微导管植入体内，到达正确位置后，恢复其原始设定形状。位置后，恢复其原始设定形状。