本文關(guān)鍵詞：三重形狀記憶環(huán)氧樹脂復(fù)合材料的制備及性能研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：與傳統(tǒng)的二重形狀記憶聚合物(Shape Memory Polymers,SMP)相比,最近被報(bào)道的三重形狀記憶聚合物在航空航天、生物醫(yī)療、紡織等領(lǐng)域具有更好的應(yīng)用前景。為了實(shí)現(xiàn)環(huán)氧樹脂復(fù)合材料的三重形狀記憶性能,簡(jiǎn)化三重形狀記憶聚合物的制備工藝,本文采用具有良好通用性和較好二重形狀記憶性能的環(huán)氧樹脂為基體,通過結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),制備具有三重形狀記憶性能的環(huán)氧樹脂復(fù)合材料,以期擴(kuò)大環(huán)氧樹脂復(fù)合材料在形狀記憶領(lǐng)域的應(yīng)用范圍,并為三重形狀記憶環(huán)氧樹脂復(fù)合材料的制備提供新的途徑。首先,將環(huán)氧樹脂與不同比例的納米二氧化硅和聚乙二醇(PEG)混合,制備具有不同玻璃化轉(zhuǎn)變溫度的二氧化硅/環(huán)氧樹脂復(fù)合材料。通過優(yōu)化工藝,改善納米二氧化硅在環(huán)氧樹脂中的分散性。并對(duì)復(fù)合材料的微觀形態(tài)、熱力學(xué)性能,二重形狀記憶性能等進(jìn)行表證。在此基礎(chǔ)上,選用制備的不同玻璃化轉(zhuǎn)變溫度的二重形狀記憶環(huán)氧樹脂復(fù)合材料,通過層合復(fù)合,制備三重形狀記憶環(huán)氧樹脂復(fù)合材料,并對(duì)其三重形狀記憶性能進(jìn)行表證。結(jié)果表明,制備的復(fù)合材料中,二氧化硅粒子分散性良好;通過改變復(fù)合材料的組分,可以調(diào)控復(fù)合材料的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度;納米二氧化硅的加入,可以提高環(huán)氧樹脂復(fù)合材料的雙重形狀記憶性能;通過層合復(fù)合后,制備的雙層環(huán)氧樹脂復(fù)合材料具有良好的三重形狀記憶性能。其次,為了使三重形狀記憶環(huán)氧樹脂復(fù)合材料具有更好的環(huán)保性能和生物相容性,采用兩種方法制備了聚己內(nèi)酯(PCL)/環(huán)氧樹脂復(fù)合材料。一是將不同質(zhì)量的PCL與環(huán)氧樹脂共混,制備PCL/環(huán)氧樹脂共混復(fù)合材料,二是改變目前三重形狀記憶聚合物及復(fù)合材料只是聚合物的共混或顆粒填充復(fù)合材料的現(xiàn)狀,制備了PCL纖維膜/環(huán)氧樹脂復(fù)合材料,探索其具有三重形狀記憶性能的可能性。采用場(chǎng)發(fā)射掃描電子顯微鏡(FE-SEM)和差示掃描量熱儀(DSC)、動(dòng)態(tài)熱機(jī)械分析儀(DMA)對(duì)兩種PCL/環(huán)氧樹脂復(fù)合材料的微觀結(jié)構(gòu)、熱機(jī)械性能和三重形狀記憶性能進(jìn)行了對(duì)比分析,結(jié)果顯示,兩種復(fù)合材料在形貌上差別明顯,在三重形狀記憶性能上差別很大;PCL/環(huán)氧樹脂共混復(fù)合材料的微觀相不連續(xù),且不具備三重形狀記憶性能;而PCL纖維膜/環(huán)氧樹脂復(fù)合材料中,PCL與環(huán)氧樹脂形成了貫穿,復(fù)合材料具有良好的三重形狀記憶性能,但形狀固定率有待進(jìn)一步提高。再次,為了進(jìn)一步提高PCL纖維膜/環(huán)氧樹脂三重形狀記憶復(fù)合材料的形狀固定率,以蒙脫土為改性劑,對(duì)PCL纖維膜進(jìn)行改性。利用FE-SEM、透射電子顯微鏡(TEM)對(duì)PCL纖維膜的微觀結(jié)構(gòu)進(jìn)行了觀察,確認(rèn)了PCL纖維膜中蒙脫土的存在。利用改性的PCL纖維膜與環(huán)氧樹脂復(fù)合,制備復(fù)合材料,利用DSC和DMA分析材料的熱機(jī)械性能和三重形狀記憶性能。結(jié)果表明,在PCL纖維膜中加入適量的蒙脫土可以提高PCL纖維膜/環(huán)氧樹脂復(fù)合材料的三重形狀記憶性能,PCL中蒙脫土含量為3 wt%的PCL纖維膜/環(huán)氧樹脂復(fù)合材料的兩次熱轉(zhuǎn)變最為明顯,焓值最大,三重形狀記憶性能明顯優(yōu)于不含蒙脫土的PCL纖維膜/環(huán)氧樹脂復(fù)合材料。
【關(guān)鍵詞】：納米二氧化硅 環(huán)氧樹脂 聚己內(nèi)酯 纖維膜 復(fù)合材料 三重形狀記憶效應(yīng)
【學(xué)位授予單位】：浙江理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TB332
【目錄】：

• 摘要4-6
• Abstract6-12
• 第1章 緒論12-22
• 1.1 形狀記憶聚合物12-18
• 1.1.1 形狀記憶聚合物的分類12-13
• 1.1.2 形狀記憶機(jī)理13-15
• 1.1.3 形狀記憶聚合物應(yīng)用15-18
• 1.2 環(huán)氧樹脂18-19
• 1.2.1 環(huán)氧樹脂概述18-19
• 1.2.2 形狀記憶環(huán)氧樹脂及其復(fù)合材料的研究現(xiàn)狀19
• 1.3 三重形狀記憶聚合物19-21
• 1.4 論文的研究目的和研究?jī)?nèi)容21-22
• 第2章 二氧化硅/環(huán)氧樹脂復(fù)合材料的制備及其三重形狀記憶性能的實(shí)現(xiàn)22-34
• 2.1 引言22
• 2.2 實(shí)驗(yàn)部分22-25
• 2.2.1 實(shí)驗(yàn)材料及試劑22
• 2.2.2 實(shí)驗(yàn)主要設(shè)備22-23
• 2.2.3 試樣的制備23
• 2.2.4 試樣的測(cè)試及表征23-25
• 2.2.4.1 掃描電子顯微鏡觀察23
• 2.2.4.2 透射電子顯微鏡觀察23
• 2.2.4.3 拉伸性能測(cè)試23-24
• 2.2.4.4 動(dòng)態(tài)熱力學(xué)性能測(cè)試24
• 2.2.4.5 形狀記憶性能測(cè)試24-25
• 2.3 結(jié)果與討論25-33
• 2.3.1 環(huán)氧樹脂復(fù)合材料的形貌分析25-26
• 2.3.2 環(huán)氧樹脂復(fù)合材料的動(dòng)態(tài)力學(xué)性能26-28
• 2.3.3 環(huán)氧樹脂復(fù)合材料的力學(xué)性能28-30
• 2.3.4 環(huán)氧樹脂復(fù)合材料的形狀記憶性能30-33
• 2.4 本章小結(jié)33-34
• 第3章 PCL/環(huán)氧樹脂復(fù)合材料的設(shè)計(jì)制備及其三重形狀記憶性能34-45
• 3.1 引言34
• 3.2 實(shí)驗(yàn)部分34-36
• 3.2.1 實(shí)驗(yàn)材料及試劑34
• 3.2.2 實(shí)驗(yàn)主要設(shè)備34-35
• 3.2.3 試樣的制備35-36
• 3.2.4 試樣的測(cè)試及表征36
• 3.2.4.1 掃描電子顯微鏡觀察36
• 3.2.4.2 熱力學(xué)性能測(cè)試36
• 3.2.4.3 形狀記憶性能測(cè)試36
• 3.3 結(jié)果與討論36-44
• 3.3.1 PCL纖維膜與PCL/環(huán)氧樹脂復(fù)合材料的形貌分析36-38
• 3.3.2 復(fù)合材料的熱學(xué)性能38-41
• 3.3.3 三重形狀記憶性能的中間溫度的確立41-43
• 3.3.4 復(fù)合材料的三重形狀記憶性能43-44
• 3.4 本章小結(jié)44-45
• 第4章 改性PCL纖維膜/環(huán)氧樹脂復(fù)合材料的制備及其三重形狀記憶性能45-56
• 4.1 引言45
• 4.2 實(shí)驗(yàn)部分45-47
• 4.2.1 實(shí)驗(yàn)材料及試劑45
• 4.2.2 實(shí)驗(yàn)主要設(shè)備45-46
• 4.2.3 試樣的制備46
• 4.2.4 試樣的測(cè)試及表征46-47
• 4.2.4.1 掃描電子顯微鏡和透射電子顯微鏡觀察46-47
• 4.2.4.2 傅里葉紅外光譜測(cè)試47
• 4.2.4.3 X射線衍射分析47
• 4.2.4.4 熱力學(xué)性能測(cè)試47
• 4.2.4.5 形狀記憶性能測(cè)試47
• 4.3 結(jié)果與討論47-55
• 4.3.1 PCL膜與PCL/環(huán)氧樹脂復(fù)合材料的形貌47-49
• 4.3.2 樣品的結(jié)構(gòu)分析49-50
• 4.3.3 靜電紡纖維膜和PCL纖維膜/環(huán)氧樹脂復(fù)合材料的熱力學(xué)行為50-53
• 4.3.4 復(fù)合材料的三重形狀記憶性能53-55
• 4.4 本章小結(jié)55-56
• 第5章 結(jié)論與建議56-57
• 5.1 結(jié)論56
• 5.2 建議56-57
• 參考文獻(xiàn)57-62
• 碩士期間發(fā)表的與學(xué)位論文相關(guān)的研究成果62-63
• 致謝63

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