交联聚乙烯形状记忆过程中的形变回复与应变控制

交联聚乙烯形状记忆过程中的形变回复与应变控制

力学与工程科学系李鹰,郝雨

指导教师霍永忠

摘要:交联聚乙烯属于典型的结晶型聚合物,有比较明确的熔点,因而可以制备成形状记忆材料。本文探究了形状记忆交联聚乙烯的形变回复的热收缩过程间应变控制的关系,验证了形状记忆聚合物流变模型的在恒定应变下部分性质。

关键词:形状记忆聚合物,交联聚乙烯,恒定应变

Abstract: As a kind of tipical crystalline polymer, cross-linked polyethylene has a rather definitude melting point, thus it can be fabricated to be a shape-memory material. This paper studied the relationship between the deformation-recovery of shape memory cross-linked polyethylene and the control of strain during the thermal shrinkage-process, and examed some properties of the rheological model of shape-memory polymer under constant strain. Keywords: Shape-Memory Polymer, Cross-linked Polyethylene, Constant Strain

引言

能够在外界刺激下改变形状以达到预设状态的材料称为形状记忆材料。目前为止,被发现的形状记忆材料主要包括形状记忆合金、形状记忆聚合物、形状记忆陶瓷以及形状记忆凝胶等。已知具有形状记忆效应的聚合物有:聚乙烯、聚氟、聚氯乙烯、聚氨酯、聚酯、聚乳酸、反式聚异戊二烯、苯乙烯-丁二烯共聚物和交联乙烯-醋酸乙烯共聚物等。1按照引起形状记忆效应的外界刺激的种类,形状记忆聚合物又可分为:热致感应型、光致感应型和化学感应型几类。2聚合物的形状记忆效应最早是由英国的Charlesby于1959年提出的,他在其《原子辐射与聚合物》中研究了交联聚乙烯的形状记忆性能。此后在1963年美国RDI公司,70年代中期NASA以及80年代美国的Raychem公司都对交联聚乙烯的形状记忆功能及其应用进行过研究。1984年法国CDF Chimie公司成功开发出了首例形状记忆聚合物聚降冰片烯。80年代后期我国一些研究所和科研机构也进行过有关研究。到20世纪90年代包括聚氨酯,反式聚异戊二烯等聚合物的形状记忆效应也相继被发现,有关的理论研究也获得了一定的进展。3

1朱光明:《形状记忆聚合物及其应用》,化学工业出版社,2002

2白生军,代敏,李兴明:形状记忆高分子材料的研究及应用,精细石油化工进展,2006年5月,第7卷第5期

3朱光明:《形状记忆聚合物及其应用》,化学工业出版社,2002

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