形狀記憶高分子

1、聚合物也具有記憶聚合物也具有記憶形狀記憶聚合物何為形狀記憶聚合物？形狀記憶聚合物（形狀記憶聚合物（Shape Merrory Polyers，簡稱，簡稱SMP),又成為形狀記又成為形狀記高分子，是指具有初始形狀的制品高分子，是指具有初始形狀的制品在一定的條件下改變其初始條件并在一定的條件下改變其初始條件并固定后，通過外界條件（如熱、固定后，通過外界條件（如熱、電、光、化學(xué)感應(yīng)等）的刺激電、光、化學(xué)感應(yīng)等）的刺激又可恢復(fù)其初始形狀的高分子材又可恢復(fù)其初始形狀的高分子材料料SMP的記憶過程：的記憶過程：引發(fā)形狀記憶聚合物的外部條件引發(fā)形狀記憶聚合物的外部條件物理因素：熱能、光能、電能和聲能等化學(xué)因

2、素：酸堿度、螯合反應(yīng)和相轉(zhuǎn)變反應(yīng)激發(fā)方式熱誘導(dǎo)電誘導(dǎo)光誘導(dǎo)溶液誘導(dǎo)電致感應(yīng)型SMP光致感應(yīng)型SMP化學(xué)感應(yīng)型SMP熱致感應(yīng)型SMP形狀記憶聚合物分類形狀記憶聚合物形狀記憶聚合物 熱致感應(yīng)型熱致感應(yīng)型SMPSMP 在室溫以上一定溫度變形并能在室溫固定形在室溫以上一定溫度變形并能在室溫固定形變且長期存放，當(dāng)再升溫至某一特定響應(yīng)溫度時，變且長期存放，當(dāng)再升溫至某一特定響應(yīng)溫度時，能很快恢復(fù)初始形狀的聚合物。能很快恢復(fù)初始形狀的聚合物。隨溫度變隨溫度變化的能可化的能可逆地固化逆地固化和軟化的和軟化的可逆相可逆相防止樹脂防止樹脂流動并記流動并記憶起始態(tài)憶起始態(tài)的固定相的固定相形狀記憶聚合物形狀記憶聚合物

3、 固定相固定相 聚合物交聯(lián)結(jié)構(gòu)或部分結(jié)晶結(jié)構(gòu)，在工作溫度范聚合物交聯(lián)結(jié)構(gòu)或部分結(jié)晶結(jié)構(gòu)，在工作溫度范圍內(nèi)保持穩(wěn)定，用以保持成型制品形狀即記憶起始態(tài)。圍內(nèi)保持穩(wěn)定，用以保持成型制品形狀即記憶起始態(tài)。 可逆相可逆相 能夠隨溫度變化在結(jié)晶與結(jié)晶熔融態(tài)（能夠隨溫度變化在結(jié)晶與結(jié)晶熔融態(tài)（Tm）或玻）或玻璃態(tài)與橡膠態(tài)間可逆轉(zhuǎn)變（璃態(tài)與橡膠態(tài)間可逆轉(zhuǎn)變（Tg），相應(yīng)結(jié)構(gòu)發(fā)生軟化、），相應(yīng)結(jié)構(gòu)發(fā)生軟化、硬化可逆變化硬化可逆變化保證成型制品可以改變形狀。保證成型制品可以改變形狀。Back形狀記憶聚合物形狀記憶聚合物 電致感應(yīng)型電致感應(yīng)型SMPSMP 它是熱致型熱致型形狀記憶高分子材料與具有導(dǎo)電性能導(dǎo)電性能物質(zhì)

4、（如導(dǎo)電炭黑、金屬粉末及導(dǎo)電高分子等）的復(fù)復(fù)合材料合材料。 其記憶機理與熱致感應(yīng)型形狀記憶高分子相同, 該復(fù)合材料通過電流產(chǎn)生的熱量使體系溫度升高, 致使形狀回復(fù), 所以既具有導(dǎo)電性能，又具有良好的形狀記憶功能。形狀記憶聚合物形狀記憶聚合物 光致感應(yīng)型光致感應(yīng)型SMPSMP 將某些特定的光致變色基團光致變色基團（PCGPCG）引入高分子主鏈主鏈和側(cè)鏈側(cè)鏈中，當(dāng)受到光照射時（通常是紫外 光），PCG就會發(fā)生光異構(gòu)反應(yīng)光異構(gòu)反應(yīng)，使分子鏈的狀態(tài)發(fā)生顯著變化，材料在宏觀上表現(xiàn)為光致形變，光照停止時，PCG發(fā)生可逆可逆的光異構(gòu)化反應(yīng)，分子鏈的狀態(tài)回復(fù)，材料也回復(fù)其初始形狀。 形狀記憶聚合物形狀記憶聚合

5、物化學(xué)感應(yīng)型化學(xué)感應(yīng)型SMPSMP 利用材料周圍的介質(zhì)性質(zhì)的變化來激發(fā)材料變形和形狀回復(fù)。 常見的化學(xué)感應(yīng)方式有pHpH變化變化、平衡離子置換平衡離子置換、螯合反應(yīng)螯合反應(yīng)、相轉(zhuǎn)變反應(yīng)相轉(zhuǎn)變反應(yīng)和氧化還原反應(yīng)氧化還原反應(yīng)等，這類材料如部分皂化的聚丙烯酰胺、聚乙烯醇和聚丙烯酸混合物薄膜等。形狀記憶聚合物應(yīng)用 航空、航天的部署組件和結(jié)構(gòu)：例如，智能材料和織物、電子包裝或管的熱收縮膜、航空的自部署太陽帆、智能醫(yī)藥器件等 對于傳統(tǒng)太空部署結(jié)構(gòu)，通過使用機械鉸鏈、能量儲存器或馬達驅(qū)動工具來完成軌道結(jié)構(gòu)配置的改變，而SMPs及其復(fù)合材料制備的部署構(gòu)件可以克服某些內(nèi)在缺點，如復(fù)雜組裝過程、大規(guī)模的機制、大體

6、積。u形狀記憶聚合物在鉸鏈、天線、光學(xué)反射鏡及形狀記憶聚合物在鉸鏈、天線、光學(xué)反射鏡及變形結(jié)構(gòu)等中有基礎(chǔ)應(yīng)用變形結(jié)構(gòu)等中有基礎(chǔ)應(yīng)用通過通過CHEM泡沫技術(shù)，測得了一些基礎(chǔ)性能數(shù)據(jù)，泡沫技術(shù)，測得了一些基礎(chǔ)性能數(shù)據(jù)，證明形狀記憶聚合物及其復(fù)合材料在太空、商業(yè)、證明形狀記憶聚合物及其復(fù)合材料在太空、商業(yè)、生物醫(yī)藥領(lǐng)域有不同于其他可部署結(jié)構(gòu)的有點。生物醫(yī)藥領(lǐng)域有不同于其他可部署結(jié)構(gòu)的有點。CHEM材料的設(shè)計、制備和加工的現(xiàn)在和未來的材料的設(shè)計、制備和加工的現(xiàn)在和未來的改進將有助于其拓寬潛在應(yīng)用。改進將有助于其拓寬潛在應(yīng)用。n具體的日常生活中的應(yīng)用：基于具體的日常生活中的應(yīng)用：基于SMPs的形狀記憶纖維應(yīng)用的形狀記憶纖維應(yīng)用于發(fā)展熱激發(fā)的于發(fā)展熱激發(fā)的“smart”織物或未來智能衣服?？椢锘蛭磥碇悄芤路?。nMPs材料及其在醫(yī)藥領(lǐng)域現(xiàn)在和潛在應(yīng)用：材料及其在醫(yī)藥領(lǐng)域現(xiàn)在和潛在應(yīng)用：MPs作為臨床作為臨床器件被植入人體后，其玻璃轉(zhuǎn)化溫度可以控制器件被植入人體后，其玻璃轉(zhuǎn)化溫度可以控制SMPs的形狀的形狀恢復(fù)恢復(fù)/自部署。新開發(fā)的自部署。新開發(fā)的SMP泡沫，結(jié)合冷蟄伏彈性記憶泡沫，結(jié)合冷蟄伏彈性記憶（CHEM）加工工藝進一步拓寬了其潛在生