热致形状记忆聚合物的形状记忆机理与性能研究进展

主要分析了热致形状记忆聚合物聚集态结构与形状记忆性能之间的关系(聚合物的聚集态结构大致可以分为3种:可逆相和固定相均为不定形结构;可逆相为不定形结构,固定相为结晶结构;可逆相为结晶结构,固定相为不定形结构)。总结了聚集态结构对转变温度、存储模量、形状固定率/回复率、回复应力和回复速率等的影响。     

热致形状记忆聚合物的热力学性能

形状记忆聚合物作为一类新型功能材料,具有独特优点,近年来在机理研究和工程应用方面均受到高度重视。由于其功能实现主要是通过热激励实现的,建立其热力学本构方程是开展该类功能材料变形机理研究的基础。本文首先通过单拉伸实验研究了热致形状记忆聚氨酯在预应变分别为0%、5%、10%和20%下的形状冻结和恢复性能。考虑其冻结/恢复时间延迟效应、应力松弛效应以及热变形效应的影响,对其变形过程进行了理论分析。结果证实,理论预测值与实验测试结果较为吻合。     

碳纤维增强形状记忆聚合物复合材料的热-力学行为建模与影响因素碳纤维增强形状记忆聚合物复合材料的热-力学行为建模与影响因素

采用变形梯度分解的方法,基于热力学内变量理论,构建了适用于描述碳纤维增强形状记忆聚合物（CF/SMP）复合材料热-力学行为的热黏弹性本构模型。模型中考虑了材料的结构松弛效应和应力松弛效应,且适用于有限变形条件。依据该模型研究了一种CF/SMP薄板在受到单向均布载荷作用且处于平面应力状态时的碳纤维有效应变影响因素。理论上证实了虽然碳纤维的容许应变很小,但合理取向的纤维分布形式能使其应用于有限变形条件下而不被破坏。此外,分析了该CF/SMP形状记忆热-力学循环过程中形状记忆效应（SME）的影响因素。结果表明,碳纤维含量的增大和纤维倾斜角的减小会导致CF/SMP刚度增大,从而降低其形状固定率。此外,碳纤维体积含量和温度变化率对升温回复阶段也存在一定影响。上述研究方法和结果能对单向连续CF/SMP的设计与应用提供一定理论指导。      

形状记忆纤维热粘弹性基体复合材料的力学行为

应用热粘弹性理论和Voigt混合律,在变温场中针对马氏体逆相变过程建立了NiTi形状记忆纤维热粘弹性基体复合材料的应力-应变关系,在逆相变过程和基体呈现热粘弹态阶段,由于基体松弛其模量减小,在跃阶拉应力的作用下,复合材料的压缩应变迅速增大,纤维回复应力先增大后减小;在跃阶拉应变的作用下,复合材料的应力增加先变缓然后加快直至稳定,较高的温度和材料参数对NiTi纤维热粘弹性基体复合材料的力学行为和纤维的作动性能有明显的影响.     

聚合物粘弹性测量参数优选

聚合物溶液是一种具有黏度的流体。通过大量数据和资料研究,黏度的测量因受其自身屈服力的影响而产生较差的重现性。针对目前使用的粘度计的缺陷,改用TA流变仪并对其使用方法进行优化以寻求一个更为精准的测量数据。通过正交试验,得到流变仪的最佳测量条件。     

热驱动形状记忆聚合物的本构建模方法回顾

形状记忆聚合物的本构关系对于其结构设计和力学行为的预报具有重要意义,但是目前对形状记忆聚合物本构模型的研究仍相对不多。文中通过回顾十几年来国内外对热驱动形状记忆聚合物本构模型研究的发展动态,归纳了形状记忆聚合物本构的建模方法与思想,按照流变学方法、细观力学方法以及二者相结合的方法分别加以介绍和评述,并对形状记忆聚合物本构建模今后可能面临解决的关键问题进行了预测。     

电致型形状记忆聚合物复合材料的研究进展

介绍了电致型形状记忆聚合物复合材料的最新研究进展,详细探讨了碳黑、碳纳米管、碳纤维等导电填料对形状记忆聚合物复合材料的电性能和形状记忆效应的影响,分析了电致型形状记忆聚合物复合材料在实际应用中存在的问题,并展望了未来的研究方向。     

热致形状记忆高分子的研究进展

综述了热致形状记忆高分子的研究现状,分析了其形状记忆机理,并根据高分子的粘弹理论提出了形状记忆的数学模型,进而介绍了它的实际应用。     

热致形状记忆聚合物非接触式驱动的研究进展

非接触式驱动是将能量直接作用于热致形状记忆聚合物上,驱动其回复初始形状的驱动方法。从电驱动、激光驱动和磁场驱动等方面概述了非接触式驱动的实现方法、原理,综述了近年来热致形状记忆聚合物非接触式驱动的研究进展,并展望了非接触式驱动的可能应用领域与前景。     

形状记忆聚合物纤维及增强复合材料的研究进展

形状记忆聚合物纤维及增强复合材料是从形状记忆聚合物中发展起来的一种新型智能材料.它除了具有质量轻便、价格低廉、变形能力优异、模量变化可逆、驱动方式多样、设计结构简单等优点,还具备弹性模量较高、回复应力较大等特点,有效地弥补了传统形状记忆聚合物的不足.首先概述了形状记忆聚合物纤维及纤维增强形状记忆聚合物复合材料的驱动方法...     

形状记忆聚合物的研究与发展

目的分析并总结近年来关于形状记忆聚合物(SMP)的研究及其在高科技领域的应用进展,并提出今后的发展趋势。方法在分析SMP形状记忆机理的基础上,较为系统地介绍SMP的制备方法和工艺,总结改性方法对SMP材料主要性能的影响,指出其在一些高科技领域的应用潜能和形状记忆生物基聚合物复合材料的发展前途。结论制备工艺是影响SMP的力学性能和记忆性能等的主要因素;采用适当的改性方法可以有效改善SMP材料的延伸性和多功能性,能够拓宽其在智能包装、航空航天、医疗器械和机器人等高科技领域的应用。     

热致型形状记忆高分子材料的研究进展

从记忆机理、制备技术等方面总结了热致型形状记忆高分子材料的最新发展并简述了当前几种重要的材料类型,特别是对近期发展的超分子形状记忆材料和可生物降解材料进行了重点描述,对未来热致型形状记忆高分子材料的发展方向进行了展望和评述.     

Fe—Mn—Si—Cr—Ni—C形状记忆合金回复应力的研究

研究了预应变量、加热和冷却工艺对FeMn－Si-Cr－Ni－C形状记忆合金回复应力的影响。结果表明，当预应变量小于3％～4％时，随应变量的增加，回复应力增加。大于3％～4％后，则下降。同一温度下，冷却过程的回复应力大于加热过程的回复应力。停止加热时的温度越高，冷却过程中的回复应力越大。     

Fe-15Mn-5Si-9Cr-5Ni形状记忆合金回复性能及微观结构演变

制备了含不同Al量的2种Fe-15Mn-5Si-9Cr-5Ni形状记忆合金,测定了多次训练之后的记忆效应,并用金相显微镜和透射电镜对材料的微观组织结构进行了观察,结果表明,训练之后的合金记忆效应明显提高,尤其是第二次训练会产生显著效果.含过量的铝对形状记忆效应不利.训练后的合金内存在宽大的层错,层错增多,有利于形状记忆效应的提高.     

形状记忆聚合物及其应用前景

介绍了形状记忆聚合物的形状记忆效应机理,对其不同驱动方式进行比较和评价,并且系统介绍了形状记忆聚合物在航天航空、生物医疗、纺织、温度指示、防伪指示以及微流体混合器等工程领域的应用。针对形状记忆聚合物目前开发和应用的大趋势,分析了形状记忆聚合物的多功能化研究现状,通过比较本征型和复合型导电形状记忆聚合物,说明了本征型导电形状记忆聚合物材料的优越特性和广阔的应用前景。     

增强形状记忆聚合物材料研究进展

本文介绍了增强形状记忆聚合物的最新研究进展,详细探讨了各种增强材料对形状记忆聚合物的形状记忆效应的影响,总结了增强形状记忆聚合物研究的若干热点问题.     

生物医用形状记忆高分子材料

形状记忆聚合物作为一种智能材料,已经在生物医用领域显示出了巨大的应用前景。基于形状记忆聚合物材料的原理,组成和结构可以设计兼具生物降解性、生物相容性等多种功能的新型智能材料。本文综述了三种典型的生物降解性形状记忆聚合物材料(聚乳酸、聚己内酯、聚氨酯)的发展,从结构上对三种形状记忆聚合物进行了分类讨论,详细分析了不同种类聚合物形状记忆的机理、形状变化的固定率和回复率、回复速率等,并介绍了一些形状记忆聚合物材料在生物医学中的应用。最后对医用形状记忆聚合物未来发展进行了展望:双程形状记忆聚合物及体温转变形状记忆材料将会受到研究者的重点关注。     

形状记忆聚合物热力学本构模型研究进展

形状记忆聚合物是一种新型的智能材料,与记忆合金相比它具有密度低、高恢复率、易生产和低成本等优点。由于这些特性,它广泛应用于医疗和航天等领域,其理论研究逐渐得到人们的重视。形状记忆聚合物主要通过热致变形来实现形状记忆和恢复效应,因此热力学本构模型是其材料的形状记忆和恢复功能的关键因素。文中介绍了形状记忆聚合物热力学本构模型的一些理论研究成果,并对其中存在的一些问题作了简要地讨论。