新型纖維增強聚合物形狀記憶復(fù)合材料研究.pdf

1、形狀記憶材料是指能夠感知環(huán)境變化(如溫度、力、電磁、溶劑等)的刺激，并響應(yīng)這種變化，對其狀態(tài)參數(shù)(如形狀、位置、應(yīng)變等)進行調(diào)整，從而回復(fù)到其預(yù)先設(shè)定狀態(tài)的材料。其中，形狀記憶聚合物具有可恢復(fù)形變量大、記憶效應(yīng)顯著、加工成型容易、使用面廣、價格便宜等特點，自20世紀80年代以來發(fā)展迅速，并日益受到廣泛重視。這些材料被廣泛的應(yīng)用于電線電纜的接續(xù)和保護、醫(yī)療器材、包裝材料以及其他一些用途。 本文用價格低廉的聚氯乙烯、MBS和聚己內(nèi)酯

2、共混形狀記憶材料為基體，加入玻璃纖維和聚酯纖維，采用共混法制備了一種低軟化點的形狀記憶復(fù)合材料。討論了共混物的配比、纖維的種類、用量對復(fù)合材料形狀記憶性能、力學(xué)性能、熱性能以及內(nèi)部形態(tài)結(jié)構(gòu)的影響。研究結(jié)果可以得到如下結(jié)論： (1)當材料中PVC／MBS／PCL的配比為85／15／1O時，共混材料具有最優(yōu)的形狀記憶效果，材料的形狀記憶固定率和回復(fù)率都為99％左右； (2)PCL的加入，可以和PVC相互作用生成氫鍵，以及由于

3、其本身玻璃化溫度很低(．60'C)，從而可以很好的降低材料的軟化點，從而改善材料在60~C時的形狀記憶性能； (3)MBS和PCL加入后，材料的拉伸強度從45．68Mpa下降到31．64Mpa，彈性模量從2232．835Mpa下降到1578．53Mpa； (4)玻璃纖維增強形狀記憶基體材料后，復(fù)合材料仍然具有形狀記憶性能。其中隨著纖維含量的增加，復(fù)合材料的形狀記憶固定率從99．76％下降到95％，形狀記憶回復(fù)率從98．9

4、1％下降到88．28％，復(fù)合材料拉伸強度從31．64Mpa增加到38．29Mpa，拉伸模量從1578．53Mpa增加到2136．12Mpa； (5)聚酯纖維加入形狀記憶材料后，材料也具有形狀記憶特性。其中當纖維長度為2mm時，隨著纖維含量的增加，復(fù)合材料的形狀記憶固定率從99．76％下降到95．76％，形狀記憶回復(fù)率從98．91％下降到93．83％，拉伸強度從31．64Mpa增加到34．47Mpa，彈性模量從1578．53Mpa

5、增加到1746．66Mpa。另外，研究還表明，對聚酯纖維表面進行處理后，當纖維含量為10％時，復(fù)合材料的形狀記憶固定率從99％下降到96．8％，形狀記憶回復(fù)率從95．22％下降到94．12％，拉伸強度從30．05Mpa增加到31．21Mpa，拉伸模量從1545．66Mpa增加到1612．05Mpa； (6)當基體材料中PVC／MBS／PCL的配比為85／15／10時，材料的軟化點為61℃，符合作為醫(yī)用固定材料的溫度要求。加入聚酯