杜仲胶/聚乙烯形状记忆复合材料的制备与性能研究
发布时间：2021-12-01 17:55
形状记忆高分子作为智能材料的重要分支之一,其具备在记忆一定初始形状的基础上维持其被赋予的临时形状,并可在适当刺激（如温度、光、pH、溶剂、电磁场等）下恢复至其初始形状的能力。与传统形状记忆材料相比,形状记忆高分子材料通常具有低制备成本、可加工性好、结构多样性、质轻、高形变量等特性,在生物医疗、航空航天、智能织物、自我修复、传感器等领域内有极大的潜在应用空间。杜仲胶作为一类生物基高分子材料,形状记忆材料类产品的开发是杜仲胶重要的发展途径之一。本文以杜仲胶（TPI）为基体并与聚乙烯（PE）材料共混,制备了一系列热致形状记忆复合材料,并对材料的硫化特性、结晶性能、机械性能、形状记忆性能进行分析,研究材料的相态微观结构与宏观性能之间的关系。本文的研究内容如下:首先,我们探究了共混比对TPI/LDPE与TPI/LDPE/HDPE共混体系机械、结晶、形状记忆等性能的影响。结果表明:随TPI用量的减少,TPI/LDPE体系机械性能均降低;同时该体系组分的结晶度变化与对应组分含量呈正比;当TPI用量为50份时,TPI/LDPE体系有着最佳的二重、三重形状记忆性能。另外,随TPI用量的减少,TPI/LD...
【文章来源】：青岛科技大学山东省
【文章页数】：93 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
不同共混比的TPI/LDPE形状记忆材料的DSC曲线
杜仲胶/聚乙烯形状记忆复合材料的制备与性能研究表 2-5 不同共混比的 TPI/LDPE 形状记忆材料的结晶特性Tab.2-5 Crystallinity of TPI/LDPE shape memory materials withdifferent blend ratiosPropertiesTPI/LDPEA B C DXc (TPI)(%) 12.5 11.5 9.2 7.2Tm (TPI)(oC) 32.43 31.03 28.69 25.69ΔHm(TPI)(J/g) 23.32 21.43 17.12 13.40Xc (LDPE)(%) 4.9 10.0 13.9 17.6Tm (LDPE)(oC) 102.19 102.02 102.48 102.50ΔHm(LDPE)(J/g) 13.69 27.69 38.61 48.86由表 2-5 知，TPI 组分的结晶度由 12.5%降低至 7.2%，熔点由 32.43℃降低至25.69℃；LDPE组分结晶度由4.9%增加至17.6%，而其熔点基本维持在102℃。本轮实验主要探究 TPI/LDPE 体系的二重、三重形状记忆效应，我们采用DMA 测试以直观、量化体系的形状记忆性能。
量的减少而变小，故而材料在形状记忆测试中的形变量逐渐增大。表 2-6 不同共混比的 TPI/LDPE 材料的二重形状忆性能Tab.2-6 Dual shape memory properties of TPI/LDPE materials withdifferent blend ratiosPropertiesTPI/LDPEA B C DRf(%) 93.9 98.5 98.9 99.1Rr(%) 88.9 76.4 78.3 81.9由表 2-6 可知，材料的形状固定率（Rf）随 TPI 用量的降低而增加；我们认为，TPI 用量的减少令 SMPs 的固定相含量降低，当试样处于形状固定的阶段时，固定相自身的回缩趋势越弱，所受来自可逆相的固定作用就越强，体系的 Rf由 93.9%增加至 99.1%。而材料的形状回复率（Rr）并未呈现线性的趋势；我们认为固定相与可逆相的配比是材料形状记忆性能的关键：当 TPI 用量降低时，试样中的交联网络密度逐渐减小，因而固定相中的熵弹性降低，不能在形状回复过程中充分的带动可逆相分子链的回缩，同时两相的微观结构变化也对材料 Rr总体上的减少产生影响。
【参考文献】：
期刊论文
[1]环烷油对杜仲/天然并用胶性能的影响[J]. 牟悦兴,杨凤,康海澜,王娜,方庆红. 高分子材料科学与工程. 2018(01)
[2]改性热解炭黑的结构表征及其在丁苯橡胶中的应用[J]. 王永军,陈春花,辛振祥. 橡胶工业. 2018(01)
[3]杜仲胶对聚乳酸的增韧改性[J]. 姚蕾,郭姝,康海澜,杨凤,方庆红. 高分子材料科学与工程. 2017(10)
[4]杜仲橡胶的研究现状与发展前景[J]. 冯志博,张继川,张天鑫,赵秀英,张立群. 橡胶工业. 2017(10)
[5]短纤维增强丁腈橡胶复合材料性能的研究[J]. 李波,何连成,周雷,吴宇,赵洪国,胡海华. 橡胶科技. 2017(10)
[6]杜仲胶/天然橡胶并用硫化胶的力学性能[J]. 王琎,康海澜,杨凤,方庆红. 高分子材料科学与工程. 2017(08)
[7]杜仲胶/聚丁二酸丁二醇酯复合材料的制备及其性能[J]. 石飞飞,夏琳,辛振祥. 青岛科技大学学报(自然科学版). 2017(04)
[8]天然杜仲胶/顺丁橡胶共混胶性能研究[J]. 王琎,康海澜,杨凤,方庆红. 特种橡胶制品. 2017(04)
[9]不同环境下杜仲胶/丁腈橡胶共混胶的性能[J]. 王琎,康海澜,杨凤,方庆红. 合成橡胶工业. 2017(04)
[10]溶胶凝胶法制备纳米二氧化硅的研究[J]. 任小明. 胶体与聚合物. 2017(02)
博士论文
[1]接枝改性炭黑、白炭黑应用于天然橡胶的性能研究[D]. 付文.华南理工大学 2014
本文编号：3526795
【文章来源】：青岛科技大学山东省
【文章页数】：93 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
不同共混比的TPI/LDPE形状记忆材料的DSC曲线
杜仲胶/聚乙烯形状记忆复合材料的制备与性能研究表 2-5 不同共混比的 TPI/LDPE 形状记忆材料的结晶特性Tab.2-5 Crystallinity of TPI/LDPE shape memory materials withdifferent blend ratiosPropertiesTPI/LDPEA B C DXc (TPI)(%) 12.5 11.5 9.2 7.2Tm (TPI)(oC) 32.43 31.03 28.69 25.69ΔHm(TPI)(J/g) 23.32 21.43 17.12 13.40Xc (LDPE)(%) 4.9 10.0 13.9 17.6Tm (LDPE)(oC) 102.19 102.02 102.48 102.50ΔHm(LDPE)(J/g) 13.69 27.69 38.61 48.86由表 2-5 知，TPI 组分的结晶度由 12.5%降低至 7.2%，熔点由 32.43℃降低至25.69℃；LDPE组分结晶度由4.9%增加至17.6%，而其熔点基本维持在102℃。本轮实验主要探究 TPI/LDPE 体系的二重、三重形状记忆效应，我们采用DMA 测试以直观、量化体系的形状记忆性能。
量的减少而变小，故而材料在形状记忆测试中的形变量逐渐增大。表 2-6 不同共混比的 TPI/LDPE 材料的二重形状忆性能Tab.2-6 Dual shape memory properties of TPI/LDPE materials withdifferent blend ratiosPropertiesTPI/LDPEA B C DRf(%) 93.9 98.5 98.9 99.1Rr(%) 88.9 76.4 78.3 81.9由表 2-6 可知，材料的形状固定率（Rf）随 TPI 用量的降低而增加；我们认为，TPI 用量的减少令 SMPs 的固定相含量降低，当试样处于形状固定的阶段时，固定相自身的回缩趋势越弱，所受来自可逆相的固定作用就越强，体系的 Rf由 93.9%增加至 99.1%。而材料的形状回复率（Rr）并未呈现线性的趋势；我们认为固定相与可逆相的配比是材料形状记忆性能的关键：当 TPI 用量降低时，试样中的交联网络密度逐渐减小，因而固定相中的熵弹性降低，不能在形状回复过程中充分的带动可逆相分子链的回缩，同时两相的微观结构变化也对材料 Rr总体上的减少产生影响。
【参考文献】：
期刊论文
[1]环烷油对杜仲/天然并用胶性能的影响[J]. 牟悦兴,杨凤,康海澜,王娜,方庆红. 高分子材料科学与工程. 2018(01)
[2]改性热解炭黑的结构表征及其在丁苯橡胶中的应用[J]. 王永军,陈春花,辛振祥. 橡胶工业. 2018(01)
[3]杜仲胶对聚乳酸的增韧改性[J]. 姚蕾,郭姝,康海澜,杨凤,方庆红. 高分子材料科学与工程. 2017(10)
[4]杜仲橡胶的研究现状与发展前景[J]. 冯志博,张继川,张天鑫,赵秀英,张立群. 橡胶工业. 2017(10)
[5]短纤维增强丁腈橡胶复合材料性能的研究[J]. 李波,何连成,周雷,吴宇,赵洪国,胡海华. 橡胶科技. 2017(10)
[6]杜仲胶/天然橡胶并用硫化胶的力学性能[J]. 王琎,康海澜,杨凤,方庆红. 高分子材料科学与工程. 2017(08)
[7]杜仲胶/聚丁二酸丁二醇酯复合材料的制备及其性能[J]. 石飞飞,夏琳,辛振祥. 青岛科技大学学报(自然科学版). 2017(04)
[8]天然杜仲胶/顺丁橡胶共混胶性能研究[J]. 王琎,康海澜,杨凤,方庆红. 特种橡胶制品. 2017(04)
[9]不同环境下杜仲胶/丁腈橡胶共混胶的性能[J]. 王琎,康海澜,杨凤,方庆红. 合成橡胶工业. 2017(04)
[10]溶胶凝胶法制备纳米二氧化硅的研究[J]. 任小明. 胶体与聚合物. 2017(02)
博士论文
[1]接枝改性炭黑、白炭黑应用于天然橡胶的性能研究[D]. 付文.华南理工大学 2014
本文编号：3526795
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/cailiaohuaxuelunwen/3526795.html
