形狀記憶高分子材料是一種新型的功能高分子材料,形狀記憶高分子材料可以在一定的條件下改變其形狀并固定,通過外界條件（如熱、光、電、化學感應）等的刺激,又可恢復其初始形狀。本文以杜仲膠（TPI）為基體材料制備了一系列熱致型形狀記憶復合材料,并對復合材料的硫化性能、物理機械性能、結(jié)晶性能、形狀記憶性能進行研究,探討復合材料的微觀結(jié)構(gòu)對宏觀性能的影響,具體研究內(nèi)容包括以下三個部分:首先,我們研究了共混比對TPI/NR形狀記憶復合材料性能的影響。結(jié)果表明:隨著體系中NR用量的提高,復合材料的拉伸強度和硬度呈下降趨勢,斷裂伸長率呈上升趨勢;體系中TPI組分結(jié)晶度變化與對應的TPI組分含量成正比;隨著TPI組分用量的增多,復合材料的形狀記憶性能上升。同時,我們探究了結(jié)晶小分子硬脂酸和石蠟對TPI/NR和TPI形狀記憶復合材料性能的影響,結(jié)果表明:加入硬脂酸和石蠟可以提高TPI/NR體系和TPI體系的形狀固定率。然而,體系的形狀回復率隨體系中硬脂酸用量的增加而下降;加入石蠟也可以提升體系的形狀固定率,同時,隨著石蠟用量的增加體系的形狀回復率逐漸降低。其次,我們研究了補強填料碳納米管（CNTs）和炭黑（... 

【文章來源】：青島科技大學山東省

【文章頁數(shù)】：94 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

不同共混比的NR/TPI形狀記憶材料的DSC曲線

青島科技大學研究生學位論文19圖2-2不同共混比的NR/TPI形狀記憶材料的動態(tài)力學性能Fig.2-2.DynamicmechanicalpropertiesofNR/TPIshapememorymaterialswithdifferentblendratios(A)Storagemodulus(B)Lossfactor圖2-2為不同共混比的NR\TPI的儲能模量和損耗因子曲線，其中儲能模量曲線出現(xiàn)兩處迅速降低，分析原因認為第一處迅速降低對應于材料的玻璃化轉(zhuǎn)變，玻璃化轉(zhuǎn)變期間鏈段開始運動，導致材料的儲能模量快速下降。第二處迅速降低對應于材料結(jié)晶的熔融，由于結(jié)晶的熔融導致分子鏈的運動不再受到限制，材料的儲能模量再一次下降。從圖中可以看出，隨著體系中NR用量的增多，材料的模量存在下降的趨勢。損耗因子峰值處的溫度為材料的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度，從圖中可以看出，材料的損耗因子僅存在一個峰值，表明TPI和NR兩種材料具有良好的相容性，因而兩相的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度合并為一個。分析原因是兩種材料的分子鏈的化學組成相同，符合極性相近原則，因而具有良好的相容性。同時NR的加入使材料的損耗因子的數(shù)值增大，表明NR的加入使材料低溫阻尼性能有所提高。本實驗的主要內(nèi)容為探究材料的形狀記憶性能，因而我們通過DMA方法直觀、量化地表征材料的形狀記憶性能。

熱刺激響應性杜仲膠復合材料的制備與性能研究20圖2-3不同共混比的NR/TPI材料的拉伸形狀記憶效應Fig.2-3StretchshapememoryeffectsofNR/TPImaterialswithdifferentblendratios圖2-3為NR/TPI體系的拉伸形狀記憶曲線，從圖中可以看出，在相同大小的載荷下，隨著體系中NR用量的提高，復合材料的應變最大值呈現(xiàn)上升趨勢，分析原因認為是NR的分子鏈柔性比TPI分子鏈高，因而在外力的作用下更加容易伸長，因而體系的伸長率隨NR用量的增多而增大。同時從圖中可以看出撤去外力后形變曲線的下降幅度隨著NR用量的增多而逐漸增大，分析原因認為是NR分子鏈為順式結(jié)構(gòu)，難以規(guī)整排列而結(jié)晶，因而撤去外力后，分子鏈失去晶區(qū)的限制而回復，而TPI分子鏈為反式結(jié)構(gòu)，易于結(jié)晶，因而即使撤去外力分子鏈由于晶區(qū)的限制仍然難以回復，因而TPI用量多的樣品形變曲線下降的少，而NR用量多的樣品，形變曲線下降的多。表2-9不同共混比的NR/TPI材料的拉伸形狀記憶性能Tab.2-9StretchshapememorypropertiesofNR/TPImaterialswithdifferentblendratiosPropertiesNR/TPIABCDRf(%)91.3790.1488.2484.98Rr(%)88.8987.4386.7283.94表2-9計算得出的不同共混比的NR/TPI材料的拉伸形狀記憶性能，從表中可以看出，隨著體系中TPI用量的減少材料的形狀固定率(Rf)和形狀回復率(Rr)都呈現(xiàn)下降的趨勢。分析原因是由于TPI用量的降低導致材料中可逆相含量降低，

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本文編號：3410282