發(fā)布時(shí)間：2021-06-19 22:29

　　聚氨酯（PU）作為一種高分子材料,基于其獨(dú)特結(jié)構(gòu),開發(fā)了眾多功能性高分子材料,如:形狀記憶聚氨酯材料、3D打印聚氨酯基光敏樹脂、可拉伸光電材料、智能感溫材料等,大大的增加了聚氨酯材料的多樣性,推進(jìn)了新型聚氨酯材料的發(fā)展。本論文主要制備了兩種新型的聚氨酯材料:含磷多交聯(lián)劑的固有耐火形狀記憶聚氨酯和可應(yīng)用于3D打印光引發(fā)的新型聚氨酯基光敏樹脂,并對(duì)它們的性能做了研究。1. 以環(huán)三磷腈衍生物（ACP）作為交聯(lián)劑和反應(yīng)型阻燃劑,合成了一種耐火形狀記憶聚氨酯（FSPU）。對(duì)FSPU軟硬段的交替變化進(jìn)行了探究,討論了不同ACP含量對(duì)形狀記憶能力和耐火性能的影響。通過核磁共振波譜（¹H-NMR）,傅立葉變換紅外光譜（FTIR）和高分辨率質(zhì)譜（HRMS）等手段測(cè)定了ACP的結(jié)構(gòu)。拉伸測(cè)試表明,FSPU具有很高的柔韌性。經(jīng)過動(dòng)態(tài)力學(xué)分析（DMA）測(cè)試,形狀恢復(fù)率達(dá)到了72.58%。通過熱處理,臨時(shí)形狀可以在10 s內(nèi)恢復(fù)到原始狀態(tài)。微型燃燒量熱計(jì)（MCC）測(cè)得的FSPU峰值放熱率（p HRR）,總放熱（THR）和峰值放熱溫度T_p低至183.2 W/g,21.4... 

【文章來源】：齊魯工業(yè)大學(xué)山東省

【文章頁數(shù)】：67 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

在TDI80/20，TMN3050，CPOP-3628H和PTMA之間形成了FPUF鏈結(jié)構(gòu)

第1章緒論4伸強(qiáng)度和更低溶脹比的聚氨酯丙烯酸酯材料，該種材料在深海作業(yè)領(lǐng)域具有很高的應(yīng)用價(jià)值。同時(shí)UV光固化聚氨酯丙烯酸樹脂的研制與開發(fā)，也為聚氨酯材料進(jìn)軍其他領(lǐng)域做了準(zhǔn)備。圖2.UV-WPUA涂膜形成示意圖。1.3形狀記憶聚氨酯材料自1941年第一次提出有關(guān)高分子聚合物的形狀記憶功能的研究。從此科學(xué)家開始認(rèn)識(shí)到高分子形狀記憶性能的重要意義，而隨著NASA對(duì)輻射交聯(lián)聚乙烯形狀記憶效應(yīng)的細(xì)致深入研究，形狀記憶材料就此走入了廣大科研工作者的視線之中[20]。直至上世紀(jì)80年代，從三菱集團(tuán)開發(fā)出第一代形狀記憶聚氨酯，再到三洋化成集團(tuán)開發(fā)出可以在加熱后，回復(fù)到加工固化前最初形貌的液狀聚氨酯材料，由此展開了對(duì)于具有形狀記憶能力的聚氨酯的研究[21-22]。形狀記憶聚氨酯（SMPU）是一種多嵌段聚氨酯共聚物，力學(xué)性能和機(jī)械可調(diào)性能非常優(yōu)異。除此外，這種形狀記憶材料具有一些特殊的性能，通過施加外加應(yīng)力作用與材料本身，可以使其發(fā)生臨時(shí)的形變，并在低溫固定該形變，然后在外界環(huán)境（諸如在溫度、電、光、交流磁嘗溶劑和酸堿度等外加因素[23-24]）的作用之下，并對(duì)諸般刺激作出響應(yīng)，使得自身臨時(shí)改變的狀態(tài)參數(shù)（如形狀、應(yīng)力、應(yīng)變等）再次發(fā)生變化，從而導(dǎo)致其形變自發(fā)恢復(fù)到未發(fā)生改變前的形狀。通過與常見聚酯材料相比，SMPUs因其形變能力強(qiáng)、響應(yīng)方式多、加工制造簡(jiǎn)單方便等特點(diǎn)，使其在眾多領(lǐng)域之中作為重要材料被廣泛使用[25]。其與形狀記憶合金、形狀記憶陶瓷等相比，SMPUs同樣擁有其獨(dú)特之處，更加輕便的體積質(zhì)量，低廉的制作成本，形變固定簡(jiǎn)單，超高的形狀恢復(fù)率、良好的生物相容性和生物可降解等優(yōu)點(diǎn)，使其在其它形狀記憶材料無法應(yīng)用的領(lǐng)域中大放光彩[26]。根據(jù)不同的響應(yīng)機(jī)理可分為熱致感應(yīng)型SMPU、電致感應(yīng)型

閉廡┗?攀艿較嘍雜Φ拇碳ず螅?突嵬ü?⑸?穸?創(chuàng)??分子鏈作微布朗運(yùn)動(dòng)，釋放出SMPU內(nèi)所儲(chǔ)存的內(nèi)應(yīng)力，誘導(dǎo)聚合物發(fā)生形變，從而使材料形狀得到恢復(fù)[28]。1.3.1熱致感應(yīng)型SMPU熱致感應(yīng)型SMPU是一種通過感受熱量變化來觸發(fā)形狀記憶功能的聚氨酯高分子材料，因其簡(jiǎn)易的制備工藝、成熟的合成方法以及低廉的造價(jià)，已成為SMPU高分子材料中最具應(yīng)用價(jià)值的材料[27]。如下圖所示，通過對(duì)材料施加外在作用力改變形狀，而臨時(shí)形狀在感受到熱量變化后，又自行恢復(fù)到初始形狀，是典型的熱致感應(yīng)型SMPU的形狀記憶循環(huán)全過程[29]。圖3SMPU形狀記憶循環(huán)周期機(jī)理變化圖。由熱致型SMPU結(jié)構(gòu)特點(diǎn)可知：硬鏈段與軟鏈段是微相不均勻的。在SMPU的內(nèi)部，軟鏈段就像是填充矩陣，充斥在各個(gè)硬鏈段之間起到一個(gè)連接的作用，而硬鏈段處在軟鏈段中起到支撐固定的作用，當(dāng)溫度在Tg以上時(shí)，軟段部分分子纏結(jié)打開，進(jìn)行微觀布朗運(yùn)動(dòng)；通過對(duì)SMPU施加外部作用力改變形態(tài)，與此同時(shí)硬段儲(chǔ)存變形能，阻止SMPU中分子鏈間的移動(dòng)，抵抗材料形態(tài)發(fā)生變化，同時(shí)產(chǎn)生回彈性，為后面的形狀回復(fù)做準(zhǔn)備；當(dāng)溫度在Tg以下時(shí)，材料整體轉(zhuǎn)變?yōu)椴ＡB(tài)，將外在作用力去除后仍然保持臨時(shí)形狀；當(dāng)溫度再次處于Tg以上時(shí)，軟鏈段恢復(fù)熱運(yùn)動(dòng)，同時(shí)，硬段中儲(chǔ)存的變形能得到釋放，材料發(fā)生回彈[30-31]。熱致感應(yīng)型SMPU的記憶功能除受外界熱量變化的影響，還與組成材料的

【參考文獻(xiàn)】：
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碩士論文
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本文編號(hào)：3238661