聚降冰片烯及其复合材料形状记忆性能的研究
发布时间：2022-09-17 18:46
形状记忆聚合物（SMP）是一种可以根据外界刺激由临时形状恢复原始形状的智能材料,受到各国研究人员的广泛关注。聚降冰片烯（PNB）具有300万左右的超高分子量,分子链具有大量的物理缠结,其物理缠结点可以作为固定相,缠结点间玻璃态和高弹态的转化可以作为可逆相,因此PNB具有优异的形状记忆性能,在智能材料领域拥有巨大的应用潜力。本课题选用PNB作为研究基体,在前期研究的基础上,主要采用差示扫描量热仪（DSC）、动态力学分析仪（DMA）、万能电子拉伸试验机等研究分子链、温度、时间等因素对材料形状记忆性能的影响,并通过共混等方法优化PNB的形状记忆性能,探究其形状记忆机理,拓宽其形状记忆响应方式。由于PNB的Tg可调节至室温附近,我们采用DMA-Q800研究了不同起始温度和松弛时间这两个关键因素对PNB可逆塑性形状记忆性能特别是固定性能的影响,结果表明,当选择的变形温度低于PNB材料Tg起始温度2℃的温度时,材料变形耗能最少,分子链运动活化能高,形状固定率好,且高弹态时超高分子量PNB能产生较大的弹性恢复力,形状恢复率高,材料具有最优的可逆塑性形状记忆...
【文章页数】：94 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
1.1 形状记忆聚合物
1.1.1 形状记忆聚合物简介
1.1.2 形状记忆聚合物的分类及机理
1.1.3 形状记忆聚合物的研究发展
1.1.4 形状记忆聚合物的应用领域
1.1.5 特殊形状记忆聚合物
1.1.5.1 双向形状记忆聚合物
1.1.5.2 可逆塑性形状记忆聚合物
1.2 聚降冰片烯
1.2.1 聚降冰片烯的基本性能
1.2.2 聚降冰片烯的研究发展
1.2.3 聚降冰片烯的应用领域
1.3 聚氨酯
1.3.1 聚氨酯简介
1.3.2 形状记忆聚氨酯简介
1.4 研究目的及内容
第二章 聚降冰片烯可逆塑性形状记忆关键影响因素的研究
2.1 引言
2.2 实验部分
2.2.1 实验原料
2.2.2 主要仪器设备
2.2.3 样品制备
2.2.4 测试与表征
2.3 结果与讨论
2.3.1 差示扫描量热分析
2.3.2 动态力学性能
2.3.3 物理机械性能
2.3.4 变形温度对RPSMPs形状固定率的影响
2.3.5 松弛时间对RPSMPs形状固定率的影响
2.4 本章小结
第三章 原位反应性共混制备聚降冰片烯/聚氨酯复合材料及其形状记忆性能的研究
3.1 引言
3.2 实验部分
3.2.1 实验原料
3.2.2 主要仪器设备
3.2.3 样品制备
3.2.4 测试与表征
3.3 结果与讨论
3.3.1 TPU及 PNB/TPU复合材料的制备与表征
3.3.1.1 TPU的合成及分子量表征
3.3.1.2 PNB/TPU复合材料的制备
3.3.2 红外光谱分析
3.3.3 差示扫描量热分析
3.3.4 形貌分析
3.3.4.1 体视显微镜
3.3.4.2 扫描电子显微镜
3.3.5 广角X射线衍射
3.3.6 物理机械性能
3.3.7 动态力学性能
3.3.8 形状记忆性能
3.3.8.1 二重形状记忆性能
3.3.8.2 可逆塑性形状记忆性能
3.4 本章小结
第四章 聚降冰片烯/微晶蜡材料形状记忆及其光响应性能的研究
4.1 引言
4.2 实验部分
4.2.1 实验原料
4.2.2 主要仪器设备
4.2.3 样品制备
4.2.4 测试与表征
4.3 结果与讨论
4.3.1 PNB/MW材料硬度
4.3.2 偏光显微镜观察
4.3.3 差示扫描量热分析
4.3.4 物理机械性能
4.3.5 动态力学性能
4.3.6 形状记忆性能
4.3.6.1 二重形状记忆性能
4.3.6.2 可逆塑性形状记忆性能
4.3.7 PNB材料光响应形状记忆性能
4.3.7.1 PNB/PDA材料的制备
4.3.7.2 PNB/PDA材料的表征
4.3.7.3 PNB/PDA材料的光响应形状记忆性能
4.4 本章小结
结论
参考文献
致谢
攻读硕士研究生期间发表的相关研究论文
【参考文献】：
期刊论文
[1]4D打印技术的研究进展[J]. 刘灏,何慧,贾云超,黄柏,彭晓冬,耿一. 高分子材料科学与工程. 2019(07)
[2]聚合物热致形状记忆行为的机理[J]. 李帅,张卓,杨威,陈建君,刘洋子健,张均,姜志国. 塑料. 2018(06)
[3]超分子形状记忆水凝胶研究进展[J]. 简钰坤,路伟,张佳玮,陈涛. 高分子学报. 2018(11)
[4]4D打印形状记忆聚合物材料的研究现状与应用前景[J]. 魏洪秋,万雪,刘彦菊,冷劲松. 中国科学:技术科学. 2018(01)
[5]双向形状记忆结晶聚合物及其复合材料的研究进展[J]. 黄淼铭,董侠,刘伟丽,高峡,王笃金. 高分子学报. 2017(04)
[6]形状记忆聚合物力学行为及其物理机制[J]. 吕海宝,冷劲松,杜善义. 固体力学学报. 2017(01)
[7]形状记忆聚氨酯材料的研究进展[J]. 崔航,王锋,胡剑青,涂伟萍. 材料导报. 2017(03)
[8]形状记忆聚合物复合材料在空间可展结构中的应用研究[J]. 赵伟,刘立武,兰鑫,刘彦菊,冷劲松. 载人航天. 2016(05)
[9]形状记忆高分子材料的新型共混制备方法[J]. 杜江,姚雪亮,刘彦良,万德成,浦鸿汀. 高分子学报. 2016(01)
[10]形状记忆聚合物及其应用前景[J]. 赵建宝,吴雪莲,戈晓岚,郭玉琴,牛帅旗. 材料导报. 2015(21)
博士论文
[1]基于RAFT乳液聚合制备新型形状记忆聚合物的方法研究[D]. 李宏泽.浙江大学 2018
[2]基于聚多巴胺的光响应形状记忆高分子及其三维结构构建[D]. 李振.清华大学 2017
[3]氧杂—迈克尔反应交联橡胶的机理、性能和应用[D]. 林腾飞.华南理工大学 2015
[4]基于氢键相互作用的形状记忆聚合物的研究[D]. 陈红梅.西南交通大学 2014
硕士论文
[1]聚降冰片烯核苷酸荧光化学传感器[D]. 祝文斌.南昌大学 2019
[2]基于芳香族二硫交换反应制备的室温自修复聚氨酯弹性体[D]. 杨一林.华南理工大学 2018
[3]形状记忆聚氨酯柔性传感导电高分子的制备与研究[D]. 周兴东.广东工业大学 2018
[4]基于聚氨酯弹性粒子増韧聚苯乙烯的研究[D]. 龚德朋.湖北工业大学 2018
[5]环氧功能化聚降冰片烯及其制备杂化碱性阴离子交换膜的研究[D]. 蒋雄.南昌大学 2017
[6]聚降冰片烯形状记忆性能的研究[D]. 曲明.青岛科技大学 2017
[7]形状记忆聚合物及其智能结构热力学行为研究[D]. 时光辉.北京工业大学 2013
[8]生物基聚酯的合成及其形状记忆行为的研究[D]. 陈勇文.华南理工大学 2011
本文编号：3679753
【文章页数】：94 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
1.1 形状记忆聚合物
1.1.1 形状记忆聚合物简介
1.1.2 形状记忆聚合物的分类及机理
1.1.3 形状记忆聚合物的研究发展
1.1.4 形状记忆聚合物的应用领域
1.1.5 特殊形状记忆聚合物
1.1.5.1 双向形状记忆聚合物
1.1.5.2 可逆塑性形状记忆聚合物
1.2 聚降冰片烯
1.2.1 聚降冰片烯的基本性能
1.2.2 聚降冰片烯的研究发展
1.2.3 聚降冰片烯的应用领域
1.3 聚氨酯
1.3.1 聚氨酯简介
1.3.2 形状记忆聚氨酯简介
1.4 研究目的及内容
第二章 聚降冰片烯可逆塑性形状记忆关键影响因素的研究
2.1 引言
2.2 实验部分
2.2.1 实验原料
2.2.2 主要仪器设备
2.2.3 样品制备
2.2.4 测试与表征
2.3 结果与讨论
2.3.1 差示扫描量热分析
2.3.2 动态力学性能
2.3.3 物理机械性能
2.3.4 变形温度对RPSMPs形状固定率的影响
2.3.5 松弛时间对RPSMPs形状固定率的影响
2.4 本章小结
第三章 原位反应性共混制备聚降冰片烯/聚氨酯复合材料及其形状记忆性能的研究
3.1 引言
3.2 实验部分
3.2.1 实验原料
3.2.2 主要仪器设备
3.2.3 样品制备
3.2.4 测试与表征
3.3 结果与讨论
3.3.1 TPU及 PNB/TPU复合材料的制备与表征
3.3.1.1 TPU的合成及分子量表征
3.3.1.2 PNB/TPU复合材料的制备
3.3.2 红外光谱分析
3.3.3 差示扫描量热分析
3.3.4 形貌分析
3.3.4.1 体视显微镜
3.3.4.2 扫描电子显微镜
3.3.5 广角X射线衍射
3.3.6 物理机械性能
3.3.7 动态力学性能
3.3.8 形状记忆性能
3.3.8.1 二重形状记忆性能
3.3.8.2 可逆塑性形状记忆性能
3.4 本章小结
第四章 聚降冰片烯/微晶蜡材料形状记忆及其光响应性能的研究
4.1 引言
4.2 实验部分
4.2.1 实验原料
4.2.2 主要仪器设备
4.2.3 样品制备
4.2.4 测试与表征
4.3 结果与讨论
4.3.1 PNB/MW材料硬度
4.3.2 偏光显微镜观察
4.3.3 差示扫描量热分析
4.3.4 物理机械性能
4.3.5 动态力学性能
4.3.6 形状记忆性能
4.3.6.1 二重形状记忆性能
4.3.6.2 可逆塑性形状记忆性能
4.3.7 PNB材料光响应形状记忆性能
4.3.7.1 PNB/PDA材料的制备
4.3.7.2 PNB/PDA材料的表征
4.3.7.3 PNB/PDA材料的光响应形状记忆性能
4.4 本章小结
结论
参考文献
致谢
攻读硕士研究生期间发表的相关研究论文
【参考文献】：
期刊论文
[1]4D打印技术的研究进展[J]. 刘灏,何慧,贾云超,黄柏,彭晓冬,耿一. 高分子材料科学与工程. 2019(07)
[2]聚合物热致形状记忆行为的机理[J]. 李帅,张卓,杨威,陈建君,刘洋子健,张均,姜志国. 塑料. 2018(06)
[3]超分子形状记忆水凝胶研究进展[J]. 简钰坤,路伟,张佳玮,陈涛. 高分子学报. 2018(11)
[4]4D打印形状记忆聚合物材料的研究现状与应用前景[J]. 魏洪秋,万雪,刘彦菊,冷劲松. 中国科学:技术科学. 2018(01)
[5]双向形状记忆结晶聚合物及其复合材料的研究进展[J]. 黄淼铭,董侠,刘伟丽,高峡,王笃金. 高分子学报. 2017(04)
[6]形状记忆聚合物力学行为及其物理机制[J]. 吕海宝,冷劲松,杜善义. 固体力学学报. 2017(01)
[7]形状记忆聚氨酯材料的研究进展[J]. 崔航,王锋,胡剑青,涂伟萍. 材料导报. 2017(03)
[8]形状记忆聚合物复合材料在空间可展结构中的应用研究[J]. 赵伟,刘立武,兰鑫,刘彦菊,冷劲松. 载人航天. 2016(05)
[9]形状记忆高分子材料的新型共混制备方法[J]. 杜江,姚雪亮,刘彦良,万德成,浦鸿汀. 高分子学报. 2016(01)
[10]形状记忆聚合物及其应用前景[J]. 赵建宝,吴雪莲,戈晓岚,郭玉琴,牛帅旗. 材料导报. 2015(21)
博士论文
[1]基于RAFT乳液聚合制备新型形状记忆聚合物的方法研究[D]. 李宏泽.浙江大学 2018
[2]基于聚多巴胺的光响应形状记忆高分子及其三维结构构建[D]. 李振.清华大学 2017
[3]氧杂—迈克尔反应交联橡胶的机理、性能和应用[D]. 林腾飞.华南理工大学 2015
[4]基于氢键相互作用的形状记忆聚合物的研究[D]. 陈红梅.西南交通大学 2014
硕士论文
[1]聚降冰片烯核苷酸荧光化学传感器[D]. 祝文斌.南昌大学 2019
[2]基于芳香族二硫交换反应制备的室温自修复聚氨酯弹性体[D]. 杨一林.华南理工大学 2018
[3]形状记忆聚氨酯柔性传感导电高分子的制备与研究[D]. 周兴东.广东工业大学 2018
[4]基于聚氨酯弹性粒子増韧聚苯乙烯的研究[D]. 龚德朋.湖北工业大学 2018
[5]环氧功能化聚降冰片烯及其制备杂化碱性阴离子交换膜的研究[D]. 蒋雄.南昌大学 2017
[6]聚降冰片烯形状记忆性能的研究[D]. 曲明.青岛科技大学 2017
[7]形状记忆聚合物及其智能结构热力学行为研究[D]. 时光辉.北京工业大学 2013
[8]生物基聚酯的合成及其形状记忆行为的研究[D]. 陈勇文.华南理工大学 2011
本文编号：3679753
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