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SME聚合物材料的特点?形状记忆高分子的不同分类

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查看35 | 回复0 | 2025-2-13 09:33:48 | 显示全部楼层 |阅读模式
一般具有SME的聚合物材料应该具备以下特点:具有结晶和无定形的两相结构,比例适中;在Tg或Tm以上的较宽温度范围具有高弹态,并具有一定强度,以便实施变形;在较宽的环境温度条件下具有玻璃态,保证在储存状态下冻结应力不会释放。例如,室温具有玻璃态的热塑性聚酯弹性体、热塑性聚苯乙烯-丁二烯弹性体、热塑性聚氨酯弹性体,交联结构的热塑性塑料:交联PE、交联EVA、交联PVC等都是非常好的SMP。天然橡胶等弹性体,因其在使用温度环境下已呈高弹态,而无法冻结并保持其拉伸后的应力,因此不能作为SMP弹性体使用。

引发SME的外部环境因素包括物理因素:热能、光能、电能和声能等和化学因素:酸碱度、螯合反应和相转变反应等。

故根据记忆响应机理,形状记忆高分子可以分为以下几类:
①热致SMP(TSMP)​:是一种在室温以上变形,并能在室温固定形变且可长期存放,在升温至某一特定响应温度,制品能很快回复到初始形状的聚合物。广泛应用于医疗卫生、体育运动、建筑、包装、汽车及科学实验等领域,如医疗器械、泡沫塑料、坐垫、光信息记录介质及报警器等。
②电致SMP(ESMP)​:一种热致形状记忆功能高分子材料与具有导电性能物质(导电炭黑、金属粉末及导电高分子)混合的复合材料。通过电流产生的热量使体系温度升高,使形状回复。广泛应用于电子通信,仪器仪表:电子集束管、电磁屏蔽材料等。
③光致SMP(PSMP)​:是将特定的光致变色基团(PCG)引入高分子的主链和侧链中,当受到紫外光照射时,PCG发生光异构化反应,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发生可逆的光异构化反应,分子链的状态回复,材料也回复原状。该材料用作印刷材料、光记录材料、​“光驱动分子阀”和药物缓释剂等。
④化学感应SMP(CSMP)​:利用材料周围介质性质的变化来激发材料变形和形状回复。常见的化学感应有pH值变化、平衡离子置换、螯合反应、相转变反应和氧化还原反应。该材料用于蛋白质或酶的分离膜、​“化学发动机”等特殊的领域。

按照SMP的化学结构特征,可将SMP分为热塑性SMP和热固性SMP。热塑性SMP指分子链为线型且固定相为物理交联结构的聚合物材料,其在一定温度条件下可以软化或熔融从而进行反复加工成型。热固性SMP指在一定温度下分子链之间通过交联反应等化学变化形成三维网状结构作为固定相的材料,这种变化具有不可逆性。相对来说,热固性SMP网络结构更加牢固,不仅形状保持能力稳定,而且形状回复能力更强。

此外,还可按照SMP应用领域来进行分类,如医用SMP、航天航空用SMP、纺织品用SMP等类型。
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