橡胶基增强型热致形状记忆复合材料体系

摘要

开发了橡胶基增强型热致形状记忆复合材料体系PE-NBR,评价了其性能并与传统形状记忆聚合物进行对比,建立了适用于该体系的本构模型,采用该体系制作了封隔器胶筒并进行了数值模拟和实验研究.将聚烯烃作为形状记忆相,填充有增强颗粒的橡胶弹性体作为改性增强相,制成具有形状记忆效应的功能性复合材料体系.体系拉伸强度达14.3 MPa,硬度达71,形状恢复率95％,优于传统形状记忆聚合物.体系中聚烯烃比例在20％～90％可调,弹性体比例在10％～70％可调.建立了基于细观力学、兼顾材料宏观性能的橡塑共混体系本构模型,可满足大变形、温度相关、非线性复合材料的分析要求.基于PE-NBR体系的形状记忆封隔器胶筒稳定承压不低于10 MPa,接触压力最大值出现在距胶筒端面约60 mm处,可满足应用要求.