形状记忆交联聚己内酯及其复合材料的制备与性能研究

摘要

作为一种新兴的智能材料，形状记忆聚合物正吸引着越来越多的研究者的目光。与传统的形状记忆合金相比，形状记忆聚合物拥有质量轻，成本低，形变量大，易加工等优点，具有巨大的发展空间和广泛的应用前景。聚己内酯是一种无毒，环保，生物相容性好的高分子聚合物。因其具有的可生物降解性与易加工性，正被越来越多的用于生物材料的制备与研究。
　　本文基于形状记忆聚合物的研究现状，研究一种基于聚己内酯的形状记忆聚合物，通过化学热压交联的方法，实现其形状记忆性能，探讨交联引发剂用量对其形状记忆性能的影响，同时分析测试其热性能和机械性能，确定最佳的交联引发剂用量。再通过添加纳米四氧化三铁粉末改性的方法，实现形状记忆交联聚己内酯的磁场驱动形状记忆驱动方式。具体研究内容如下：首先根据现有聚己内酯聚合物的形状记忆原理，采用热压成型的方法，通过引发剂过氧化苯甲酰引发聚己内酯交联，优先制备出交联聚己内酯。同时改变引发剂的用量，研究引发剂质量分数5%，10%，15%时交联聚己内酯的形状记忆性能与热机械性能的变化。然后通过疲劳强度试验，率相关试验，循环试验等力学试验，动态热机械测试，差示扫描量热测试，热失重测试和形状记忆效应测试等形状记忆性能试验，全面研究所合成的聚己内酯形状记忆聚合物的力学性能、热性能、和形状记忆效应。比较不同过氧化苯甲酰引发剂含量对SMP各项性能的影响，分析其变化规律。最后选取上述试验中确定的，综合性能优良的形状记忆聚己内酯材料，确定最佳过氧化苯甲酰引发剂含量。添加质量分数不同的纳米四氧化三铁粉末，通过热压交联的方式制备形状记忆聚己内酯复合材料。测试复合材料的热性能，力学性能和形状记忆性能。而后利用磁驱动的方式，在磁感应线圈下实现形状记忆聚合物的磁驱动形状记忆效应。
　　研究结果表明，引发剂过氧化苯甲酰以质量分数10%为最佳。形状记忆交联聚己内酯及其纳米四氧化三铁复合材料的热驱动形状记忆性能较好，形状回复率可达99%，且复合材料可以实现磁驱动形状记忆响应方式，磁驱动形状记忆性能较好。

目录

第1章 绪 论

1.1 研究背景

1.2 形状记忆聚合物概述

1.3形状记忆聚合物复合材料概述

1.4 形状记忆聚合物的驱动方法

1.5 形状记忆聚己内酯的研究现状

1.6 本文的主要研究内容

第2章 实验材料及测试方法

2.1 主要实验原料与设备

2.2形状记忆聚己内酯的制备

2.3 测试表征方法

2.4 本章小结

第3章 形状记忆交联聚己内酯性能表征

3.1 引言

3.2 形状记忆交联聚己内酯的热失重分析

3.3 形状记忆交联聚己内酯差示扫描量热分析

3.4 形状记忆交联聚己内酯动态热机械分析

3.5 形状记忆交联聚己内酯率相关实验

3.6 形状记忆交联聚己内酯的疲劳实验

3.7 形状记忆交联聚己内酯的循环实验

3.8 形状记忆交联聚己内酯的拉伸试验

3.9 形状记忆交联聚己内酯的热驱动形状回复实验

3.10 本章小结

第4章 形状记忆聚己内酯复合材料性能表征

4.1 引言

4.2 形状记忆交联聚己内酯复合材料的制备

4.3 形状记忆交联聚己内酯复合材料性能表征和分析

4.4 本章小结

结论

参考文献

声明

致谢