聚降冰片烯及其復(fù)合材料形狀記憶性能的研究
發(fā)布時(shí)間:2022-09-17 18:46
形狀記憶聚合物(SMP)是一種可以根據(jù)外界刺激由臨時(shí)形狀恢復(fù)原始形狀的智能材料,受到各國(guó)研究人員的廣泛關(guān)注。聚降冰片烯(PNB)具有300萬(wàn)左右的超高分子量,分子鏈具有大量的物理纏結(jié),其物理纏結(jié)點(diǎn)可以作為固定相,纏結(jié)點(diǎn)間玻璃態(tài)和高彈態(tài)的轉(zhuǎn)化可以作為可逆相,因此PNB具有優(yōu)異的形狀記憶性能,在智能材料領(lǐng)域擁有巨大的應(yīng)用潛力。本課題選用PNB作為研究基體,在前期研究的基礎(chǔ)上,主要采用差示掃描量熱儀(DSC)、動(dòng)態(tài)力學(xué)分析儀(DMA)、萬(wàn)能電子拉伸試驗(yàn)機(jī)等研究分子鏈、溫度、時(shí)間等因素對(duì)材料形狀記憶性能的影響,并通過(guò)共混等方法優(yōu)化PNB的形狀記憶性能,探究其形狀記憶機(jī)理,拓寬其形狀記憶響應(yīng)方式。由于PNB的Tg可調(diào)節(jié)至室溫附近,我們采用DMA-Q800研究了不同起始溫度和松弛時(shí)間這兩個(gè)關(guān)鍵因素對(duì)PNB可逆塑性形狀記憶性能特別是固定性能的影響,結(jié)果表明,當(dāng)選擇的變形溫度低于PNB材料Tg起始溫度2℃的溫度時(shí),材料變形耗能最少,分子鏈運(yùn)動(dòng)活化能高,形狀固定率好,且高彈態(tài)時(shí)超高分子量PNB能產(chǎn)生較大的彈性恢復(fù)力,形狀恢復(fù)率高,材料具有最優(yōu)的可逆塑性形狀記憶...
【文章頁(yè)數(shù)】:94 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
abstract
第一章 緒論
1.1 形狀記憶聚合物
1.1.1 形狀記憶聚合物簡(jiǎn)介
1.1.2 形狀記憶聚合物的分類及機(jī)理
1.1.3 形狀記憶聚合物的研究發(fā)展
1.1.4 形狀記憶聚合物的應(yīng)用領(lǐng)域
1.1.5 特殊形狀記憶聚合物
1.1.5.1 雙向形狀記憶聚合物
1.1.5.2 可逆塑性形狀記憶聚合物
1.2 聚降冰片烯
1.2.1 聚降冰片烯的基本性能
1.2.2 聚降冰片烯的研究發(fā)展
1.2.3 聚降冰片烯的應(yīng)用領(lǐng)域
1.3 聚氨酯
1.3.1 聚氨酯簡(jiǎn)介
1.3.2 形狀記憶聚氨酯簡(jiǎn)介
1.4 研究目的及內(nèi)容
第二章 聚降冰片烯可逆塑性形狀記憶關(guān)鍵影響因素的研究
2.1 引言
2.2 實(shí)驗(yàn)部分
2.2.1 實(shí)驗(yàn)原料
2.2.2 主要儀器設(shè)備
2.2.3 樣品制備
2.2.4 測(cè)試與表征
2.3 結(jié)果與討論
2.3.1 差示掃描量熱分析
2.3.2 動(dòng)態(tài)力學(xué)性能
2.3.3 物理機(jī)械性能
2.3.4 變形溫度對(duì)RPSMPs形狀固定率的影響
2.3.5 松弛時(shí)間對(duì)RPSMPs形狀固定率的影響
2.4 本章小結(jié)
第三章 原位反應(yīng)性共混制備聚降冰片烯/聚氨酯復(fù)合材料及其形狀記憶性能的研究
3.1 引言
3.2 實(shí)驗(yàn)部分
3.2.1 實(shí)驗(yàn)原料
3.2.2 主要儀器設(shè)備
3.2.3 樣品制備
3.2.4 測(cè)試與表征
3.3 結(jié)果與討論
3.3.1 TPU及 PNB/TPU復(fù)合材料的制備與表征
3.3.1.1 TPU的合成及分子量表征
3.3.1.2 PNB/TPU復(fù)合材料的制備
3.3.2 紅外光譜分析
3.3.3 差示掃描量熱分析
3.3.4 形貌分析
3.3.4.1 體視顯微鏡
3.3.4.2 掃描電子顯微鏡
3.3.5 廣角X射線衍射
3.3.6 物理機(jī)械性能
3.3.7 動(dòng)態(tài)力學(xué)性能
3.3.8 形狀記憶性能
3.3.8.1 二重形狀記憶性能
3.3.8.2 可逆塑性形狀記憶性能
3.4 本章小結(jié)
第四章 聚降冰片烯/微晶蠟材料形狀記憶及其光響應(yīng)性能的研究
4.1 引言
4.2 實(shí)驗(yàn)部分
4.2.1 實(shí)驗(yàn)原料
4.2.2 主要儀器設(shè)備
4.2.3 樣品制備
4.2.4 測(cè)試與表征
4.3 結(jié)果與討論
4.3.1 PNB/MW材料硬度
4.3.2 偏光顯微鏡觀察
4.3.3 差示掃描量熱分析
4.3.4 物理機(jī)械性能
4.3.5 動(dòng)態(tài)力學(xué)性能
4.3.6 形狀記憶性能
4.3.6.1 二重形狀記憶性能
4.3.6.2 可逆塑性形狀記憶性能
4.3.7 PNB材料光響應(yīng)形狀記憶性能
4.3.7.1 PNB/PDA材料的制備
4.3.7.2 PNB/PDA材料的表征
4.3.7.3 PNB/PDA材料的光響應(yīng)形狀記憶性能
4.4 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
致謝
攻讀碩士研究生期間發(fā)表的相關(guān)研究論文
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]4D打印技術(shù)的研究進(jìn)展[J]. 劉灝,何慧,賈云超,黃柏,彭曉冬,耿一. 高分子材料科學(xué)與工程. 2019(07)
[2]聚合物熱致形狀記憶行為的機(jī)理[J]. 李帥,張卓,楊威,陳建君,劉洋子健,張均,姜志國(guó). 塑料. 2018(06)
[3]超分子形狀記憶水凝膠研究進(jìn)展[J]. 簡(jiǎn)鈺坤,路偉,張佳瑋,陳濤. 高分子學(xué)報(bào). 2018(11)
[4]4D打印形狀記憶聚合物材料的研究現(xiàn)狀與應(yīng)用前景[J]. 魏洪秋,萬(wàn)雪,劉彥菊,冷勁松. 中國(guó)科學(xué):技術(shù)科學(xué). 2018(01)
[5]雙向形狀記憶結(jié)晶聚合物及其復(fù)合材料的研究進(jìn)展[J]. 黃淼銘,董俠,劉偉麗,高峽,王篤金. 高分子學(xué)報(bào). 2017(04)
[6]形狀記憶聚合物力學(xué)行為及其物理機(jī)制[J]. 呂海寶,冷勁松,杜善義. 固體力學(xué)學(xué)報(bào). 2017(01)
[7]形狀記憶聚氨酯材料的研究進(jìn)展[J]. 崔航,王鋒,胡劍青,涂偉萍. 材料導(dǎo)報(bào). 2017(03)
[8]形狀記憶聚合物復(fù)合材料在空間可展結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用研究[J]. 趙偉,劉立武,蘭鑫,劉彥菊,冷勁松. 載人航天. 2016(05)
[9]形狀記憶高分子材料的新型共混制備方法[J]. 杜江,姚雪亮,劉彥良,萬(wàn)德成,浦鴻汀. 高分子學(xué)報(bào). 2016(01)
[10]形狀記憶聚合物及其應(yīng)用前景[J]. 趙建寶,吳雪蓮,戈曉嵐,郭玉琴,牛帥旗. 材料導(dǎo)報(bào). 2015(21)
博士論文
[1]基于RAFT乳液聚合制備新型形狀記憶聚合物的方法研究[D]. 李宏澤.浙江大學(xué) 2018
[2]基于聚多巴胺的光響應(yīng)形狀記憶高分子及其三維結(jié)構(gòu)構(gòu)建[D]. 李振.清華大學(xué) 2017
[3]氧雜—邁克爾反應(yīng)交聯(lián)橡膠的機(jī)理、性能和應(yīng)用[D]. 林騰飛.華南理工大學(xué) 2015
[4]基于氫鍵相互作用的形狀記憶聚合物的研究[D]. 陳紅梅.西南交通大學(xué) 2014
碩士論文
[1]聚降冰片烯核苷酸熒光化學(xué)傳感器[D]. 祝文斌.南昌大學(xué) 2019
[2]基于芳香族二硫交換反應(yīng)制備的室溫自修復(fù)聚氨酯彈性體[D]. 楊一林.華南理工大學(xué) 2018
[3]形狀記憶聚氨酯柔性傳感導(dǎo)電高分子的制備與研究[D]. 周興東.廣東工業(yè)大學(xué) 2018
[4]基于聚氨酯彈性粒子増韌聚苯乙烯的研究[D]. 龔德朋.湖北工業(yè)大學(xué) 2018
[5]環(huán)氧功能化聚降冰片烯及其制備雜化堿性陰離子交換膜的研究[D]. 蔣雄.南昌大學(xué) 2017
[6]聚降冰片烯形狀記憶性能的研究[D]. 曲明.青島科技大學(xué) 2017
[7]形狀記憶聚合物及其智能結(jié)構(gòu)熱力學(xué)行為研究[D]. 時(shí)光輝.北京工業(yè)大學(xué) 2013
[8]生物基聚酯的合成及其形狀記憶行為的研究[D]. 陳勇文.華南理工大學(xué) 2011
本文編號(hào):3679753
【文章頁(yè)數(shù)】:94 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
abstract
第一章 緒論
1.1 形狀記憶聚合物
1.1.1 形狀記憶聚合物簡(jiǎn)介
1.1.2 形狀記憶聚合物的分類及機(jī)理
1.1.3 形狀記憶聚合物的研究發(fā)展
1.1.4 形狀記憶聚合物的應(yīng)用領(lǐng)域
1.1.5 特殊形狀記憶聚合物
1.1.5.1 雙向形狀記憶聚合物
1.1.5.2 可逆塑性形狀記憶聚合物
1.2 聚降冰片烯
1.2.1 聚降冰片烯的基本性能
1.2.2 聚降冰片烯的研究發(fā)展
1.2.3 聚降冰片烯的應(yīng)用領(lǐng)域
1.3 聚氨酯
1.3.1 聚氨酯簡(jiǎn)介
1.3.2 形狀記憶聚氨酯簡(jiǎn)介
1.4 研究目的及內(nèi)容
第二章 聚降冰片烯可逆塑性形狀記憶關(guān)鍵影響因素的研究
2.1 引言
2.2 實(shí)驗(yàn)部分
2.2.1 實(shí)驗(yàn)原料
2.2.2 主要儀器設(shè)備
2.2.3 樣品制備
2.2.4 測(cè)試與表征
2.3 結(jié)果與討論
2.3.1 差示掃描量熱分析
2.3.2 動(dòng)態(tài)力學(xué)性能
2.3.3 物理機(jī)械性能
2.3.4 變形溫度對(duì)RPSMPs形狀固定率的影響
2.3.5 松弛時(shí)間對(duì)RPSMPs形狀固定率的影響
2.4 本章小結(jié)
第三章 原位反應(yīng)性共混制備聚降冰片烯/聚氨酯復(fù)合材料及其形狀記憶性能的研究
3.1 引言
3.2 實(shí)驗(yàn)部分
3.2.1 實(shí)驗(yàn)原料
3.2.2 主要儀器設(shè)備
3.2.3 樣品制備
3.2.4 測(cè)試與表征
3.3 結(jié)果與討論
3.3.1 TPU及 PNB/TPU復(fù)合材料的制備與表征
3.3.1.1 TPU的合成及分子量表征
3.3.1.2 PNB/TPU復(fù)合材料的制備
3.3.2 紅外光譜分析
3.3.3 差示掃描量熱分析
3.3.4 形貌分析
3.3.4.1 體視顯微鏡
3.3.4.2 掃描電子顯微鏡
3.3.5 廣角X射線衍射
3.3.6 物理機(jī)械性能
3.3.7 動(dòng)態(tài)力學(xué)性能
3.3.8 形狀記憶性能
3.3.8.1 二重形狀記憶性能
3.3.8.2 可逆塑性形狀記憶性能
3.4 本章小結(jié)
第四章 聚降冰片烯/微晶蠟材料形狀記憶及其光響應(yīng)性能的研究
4.1 引言
4.2 實(shí)驗(yàn)部分
4.2.1 實(shí)驗(yàn)原料
4.2.2 主要儀器設(shè)備
4.2.3 樣品制備
4.2.4 測(cè)試與表征
4.3 結(jié)果與討論
4.3.1 PNB/MW材料硬度
4.3.2 偏光顯微鏡觀察
4.3.3 差示掃描量熱分析
4.3.4 物理機(jī)械性能
4.3.5 動(dòng)態(tài)力學(xué)性能
4.3.6 形狀記憶性能
4.3.6.1 二重形狀記憶性能
4.3.6.2 可逆塑性形狀記憶性能
4.3.7 PNB材料光響應(yīng)形狀記憶性能
4.3.7.1 PNB/PDA材料的制備
4.3.7.2 PNB/PDA材料的表征
4.3.7.3 PNB/PDA材料的光響應(yīng)形狀記憶性能
4.4 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
致謝
攻讀碩士研究生期間發(fā)表的相關(guān)研究論文
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]4D打印技術(shù)的研究進(jìn)展[J]. 劉灝,何慧,賈云超,黃柏,彭曉冬,耿一. 高分子材料科學(xué)與工程. 2019(07)
[2]聚合物熱致形狀記憶行為的機(jī)理[J]. 李帥,張卓,楊威,陳建君,劉洋子健,張均,姜志國(guó). 塑料. 2018(06)
[3]超分子形狀記憶水凝膠研究進(jìn)展[J]. 簡(jiǎn)鈺坤,路偉,張佳瑋,陳濤. 高分子學(xué)報(bào). 2018(11)
[4]4D打印形狀記憶聚合物材料的研究現(xiàn)狀與應(yīng)用前景[J]. 魏洪秋,萬(wàn)雪,劉彥菊,冷勁松. 中國(guó)科學(xué):技術(shù)科學(xué). 2018(01)
[5]雙向形狀記憶結(jié)晶聚合物及其復(fù)合材料的研究進(jìn)展[J]. 黃淼銘,董俠,劉偉麗,高峽,王篤金. 高分子學(xué)報(bào). 2017(04)
[6]形狀記憶聚合物力學(xué)行為及其物理機(jī)制[J]. 呂海寶,冷勁松,杜善義. 固體力學(xué)學(xué)報(bào). 2017(01)
[7]形狀記憶聚氨酯材料的研究進(jìn)展[J]. 崔航,王鋒,胡劍青,涂偉萍. 材料導(dǎo)報(bào). 2017(03)
[8]形狀記憶聚合物復(fù)合材料在空間可展結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用研究[J]. 趙偉,劉立武,蘭鑫,劉彥菊,冷勁松. 載人航天. 2016(05)
[9]形狀記憶高分子材料的新型共混制備方法[J]. 杜江,姚雪亮,劉彥良,萬(wàn)德成,浦鴻汀. 高分子學(xué)報(bào). 2016(01)
[10]形狀記憶聚合物及其應(yīng)用前景[J]. 趙建寶,吳雪蓮,戈曉嵐,郭玉琴,牛帥旗. 材料導(dǎo)報(bào). 2015(21)
博士論文
[1]基于RAFT乳液聚合制備新型形狀記憶聚合物的方法研究[D]. 李宏澤.浙江大學(xué) 2018
[2]基于聚多巴胺的光響應(yīng)形狀記憶高分子及其三維結(jié)構(gòu)構(gòu)建[D]. 李振.清華大學(xué) 2017
[3]氧雜—邁克爾反應(yīng)交聯(lián)橡膠的機(jī)理、性能和應(yīng)用[D]. 林騰飛.華南理工大學(xué) 2015
[4]基于氫鍵相互作用的形狀記憶聚合物的研究[D]. 陳紅梅.西南交通大學(xué) 2014
碩士論文
[1]聚降冰片烯核苷酸熒光化學(xué)傳感器[D]. 祝文斌.南昌大學(xué) 2019
[2]基于芳香族二硫交換反應(yīng)制備的室溫自修復(fù)聚氨酯彈性體[D]. 楊一林.華南理工大學(xué) 2018
[3]形狀記憶聚氨酯柔性傳感導(dǎo)電高分子的制備與研究[D]. 周興東.廣東工業(yè)大學(xué) 2018
[4]基于聚氨酯彈性粒子増韌聚苯乙烯的研究[D]. 龔德朋.湖北工業(yè)大學(xué) 2018
[5]環(huán)氧功能化聚降冰片烯及其制備雜化堿性陰離子交換膜的研究[D]. 蔣雄.南昌大學(xué) 2017
[6]聚降冰片烯形狀記憶性能的研究[D]. 曲明.青島科技大學(xué) 2017
[7]形狀記憶聚合物及其智能結(jié)構(gòu)熱力學(xué)行為研究[D]. 時(shí)光輝.北京工業(yè)大學(xué) 2013
[8]生物基聚酯的合成及其形狀記憶行為的研究[D]. 陳勇文.華南理工大學(xué) 2011
本文編號(hào):3679753
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