專利名稱：一種具有橡膠狀彈性的形狀記憶聚合物的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種記憶材料，特別是涉及一種具有橡膠狀彈性的形狀記憶聚合物。
背景技術：
目前已有的熱驅動形狀記憶材料(合金，聚合物等)在高溫(高于形狀恢復溫度)下 有良好的彈性，而在低溫(低于形狀恢復溫度)下呈現準塑性變形或脆性破壞。
發明內容
本發明的目的在于提供一種具有橡膠狀彈性的形狀記憶聚合物。為有機硅(膠) 與乙烯醋酸乙烯酯(或其復合/混合物，如熱融膠)相混合而成，并可通過加熱來恢復原 來的形狀(熱驅動)，此形狀記憶聚合物在高低溫下都有如橡膠般的優異彈性性能。本發明的目的是通過以下技術方案實現的
一種具有橡膠狀彈性的形狀記憶聚合物，此形狀記憶聚合物在高低溫下都有良好的 彈性性能，其組份為有機硅或有機膠和乙烯醋酸乙烯酯或其復合物或混合物，如熱融膠；其 熱驅動溫度為乙烯醋酸乙烯酯或其復合物或混合物的融化或軟化溫度，熱驅動溫度通過選 擇具有相應的融化或軟化溫度的乙烯醋酸乙烯酯或其復合物或混合物來實現；其有機硅或 有機膠和乙烯醋酸乙烯酯或其復合物或混合物的體積比為10:1至1:1。所述的一種具有橡膠狀彈性的形狀記憶聚合物，提高其有機硅或有機膠的含量 增加形狀記憶聚合物的形狀恢復率；而提高其乙烯醋酸乙烯酯或其復合物或混合物的含 量增加形狀記憶聚合物的形狀固定率。所述的一種具有橡膠狀彈性的形狀記憶聚合物，其有機硅或有機膠是雙組份或單 組份，并是固化類型的有機硅或有機膠，如紫外光固化。所述的一種具有橡膠狀彈性的形狀記憶聚合物，本聚合物附加其它組分，增強材 料熱力學性能。所述的一種具有橡膠狀彈性的形狀記憶聚合物，本聚合物采用成分差異的有機硅 或有機膠，調節其強度和剛性，及加工工藝的相互匹配性。所述的一種具有橡膠狀彈性的形狀記憶聚合物，本聚合物加入顆粒或纖維，提高 材料的強度和剛性。所述的一種具有橡膠狀彈性的形狀記憶聚合物，本聚合物加入導電顆粒或纖維， 使材料通過通電或電阻加熱的方式達到形狀恢復。本發明的優點與效果是
本發明為一種新型(橡膠狀)彈性形狀記憶聚合物，可以如橡膠那樣在高低溫下都呈現 優異的彈性性能。此種形狀記憶材料克服了現有形狀記憶材料(合金，聚合物等)在相對 低溫(低于形狀恢復溫度)下呈現準塑性變形或脆性破壞的問題。
圖1為本發明之循環單軸拉伸試驗室溫(低溫)下循環加載(A)平直(原始)a形 狀照片；
圖2為本發明之循環單軸拉伸試驗室溫(低溫)下循環加載(A)平直(原始)b形狀照片； 圖3為本發明之循環單軸拉伸試驗室溫(低溫)下循環加載(A)平直(原始)a-b形狀 曲線；
圖4為本發明之循環單軸拉伸試驗室溫(低溫)下循環加載(B)彎曲(臨時)a形狀照
片；
圖5為本發明之循環單軸拉伸試驗室溫(低溫)下循環加載(B)彎曲(臨時)b形狀照
片；
圖6為本發明之循環單軸拉伸試驗室溫(低溫)下循環加載(B)彎曲(臨時)a-b形狀 曲線；
圖7為本發明橡膠狀彈性形狀記憶聚合物在加熱下的形狀恢復過程照片。注本發明的附圖為狀態分析示意圖或照片，圖中文字或影像不清晰并不影響對 本發明技術方案的理解。
具體實施例方式下面參照附圖對本發明進行詳細說明。本發明所提的彈性形狀記憶聚合物，至少包含兩個基本組分有機硅(膠)和乙 烯醋酸乙烯酯(EVA)，通過附加其它組分，可達到增強材料熱力學性能的目的。有機硅(膠) 可以是雙組份或單組份。也可以是各種固化類型(如紫外光固化)的有機硅(膠)。在將有機硅(膠)和乙烯醋酸乙烯酯(或其復合/混合物)混合并固化后，如圖 1之循環單軸拉伸試驗所示，生成物具有很好的彈性性能，且加載和卸載曲線基本重合。因為有機硅(膠)以硅-氧(Si-O)鍵為主鏈結構，鍵能在有機硅(膠)中為121 千卡/克分子，所以有機硅(膠)產品的熱穩定性高，并有優異的彈性性能。高溫下分子的 化學鍵不斷裂、不分解。同時有機硅(膠)也耐低溫。無論是化學性能還是物理機械性能，隨 溫度的變化都很小。乙烯醋酸乙烯酯(或其復合/混合物)在受熱后會變軟(融化)。因為有機硅 (膠)和乙烯醋酸乙烯酯(或其復合/混合物)之間不發生劇烈的化學反應，本熱驅動形 狀記憶聚合物的形狀恢復溫度即為乙烯醋酸乙烯酯(或其復合/混合物)的受熱軟化(融 化)溫度。加熱至乙烯醋酸乙烯酯(或其復合/混合物)的軟化(融化)溫度后，由于有機 硅(膠)優異的彈性性能，本材料此刻仍具有很好的彈性變形能力，因此此聚合物可任意 變形。在變形狀態下冷卻至乙烯醋酸乙烯酯(或其復合/混合物)固化。固化后變形了的 乙烯醋酸乙烯酯(或其復合/混合物)保證本材料可以基本維持此變形形狀(臨時形態)。 當再次加熱至乙烯醋酸乙烯酯(或其復合/混合物)變軟(融化)后，乙烯醋酸乙烯酯(或 其復合/混合物)的約束效應消失，有機硅(膠)釋放出臨時形態中因變形而產生的彈性 能，材料自動恢復到原來的形狀，表現出形狀記憶效應(如圖2所示)。有機硅(膠)和 乙烯醋酸乙烯酯(或其復合/混合物)體積比約為10:1至1:1。提高有機硅(膠)的含量
4可以有效地增加形狀記憶聚合物的形狀恢復率，而提高乙烯醋酸乙烯酯(或其復合/混合 物)的含量可以有效地增加形狀記憶聚合物的形狀固定率。一般來說，隨著乙烯醋酸乙烯 酯(或其復合/混合物)含量的增大，此形狀記憶聚合物的楊氏模量和單軸受拉下的斷裂 載荷均減小，而延展性則增強。本發明橡膠狀彈性形狀記憶聚合物有機硅(膠)[A]和乙烯醋酸乙烯酯[B]。通過 附加其它組分，可達到增強材料熱力學性能的目地。A可以為單組分或雙組分。B可以為 其復合/混合物，如熱融膠。B均勻地分散入A，并在A內固化后，橡膠狀彈性形狀記憶聚合物的制備就完成 了。具體分散和固化程序隨所采用的具體的A和B而定。在高溫下，B融化變軟，但A的優異彈性保證本材料仍然有很好的彈性變形性能。 變形后冷卻，待B固化后在撤去約束。變形后的B可保證本材料可以基本維持原高溫下的 變形形狀(臨時形態)。在加熱至B融化后，B的約束效應消失，A釋放出臨時形態下變形 產生的彈性能，材料恢復原來的形狀，表現出形狀記憶效應。本材料的具體制備工藝可有多種，主要取決于原材料的特性。對雙組分的有機硅 (膠)和基于乙烯醋酸乙烯酯的熱融膠來說，一種制作方法為
1)將重量或者體積百分率(如30%)的熱融膠添加到液態硅膠中。2)加熱直到熱融膠完全融化。3)充分攪拌使熱融膠與液態硅膠混合均勻4)冷卻至熱融膠的融點以下。5)添加固化劑并再次充分攪拌使混合均勻6) 固化有機硅。通過采用不同的乙烯醋酸乙烯酯(或其復合/混合物)，本材料(橡膠狀彈性形狀 記憶聚合物)的形狀恢復溫度可任意調節。通過采用不同的有機硅(膠)，可調節本材料(橡膠狀彈性形狀記憶聚合物)的強 度和剛性，及加工工藝的匹配性。通過加入其他組份，可進一步改善本發明所涉及的材料的性能。比如 加入顆粒/纖維，可提高材料的強度和剛性。加入導電顆粒/纖維，可使材料通過通電(電阻)加熱的方式達到形狀恢復。
權利要求
一種具有橡膠狀彈性的形狀記憶聚合物，此形狀記憶聚合物在高低溫下都有良好的彈性性能，其特征在于，其組份為有機硅或有機膠和乙烯醋酸乙烯酯或其復合物或混合物，如熱融膠；其熱驅動溫度為乙烯醋酸乙烯酯或其復合物或混合物的融化或軟化溫度，熱驅動溫度通過選擇具有相應的融化或軟化溫度的乙烯醋酸乙烯酯或其復合物或混合物來實現；其有機硅或有機膠和乙烯醋酸乙烯酯或其復合物或混合物的體積比為10:1至1:1。
2.根據權利要求1所述的一種具有橡膠狀彈性的形狀記憶聚合物，其特征在于，提高 其有機硅或有機膠的含量增加形狀記憶聚合物的形狀恢復率；而提高其乙烯醋酸乙烯酯 或其復合物或混合物的含量增加形狀記憶聚合物的形狀固定率。
3.根據權利要求1所述的一種具有橡膠狀彈性的形狀記憶聚合物，其特征在于，其有 機硅或有機膠是雙組份或單組份，并是固化類型的有機硅或有機膠，如紫外光固化。
4.根據權利要求1所述的一種具有橡膠狀彈性的形狀記憶聚合物，其特征在于，本聚 合物附加其它組分，增強材料熱力學性能。
5.根據權利要求1所述的一種具有橡膠狀彈性的形狀記憶聚合物，其特征在于，本聚 合物采用成分差異的有機硅或有機膠，調節其強度和剛性，及加工工藝的相互匹配性。
6.根據權利要求1所述的一種具有橡膠狀彈性的形狀記憶聚合物，其特征在于，本聚 合物加入顆粒或纖維，提高材料的強度和剛性。
7.根據權利要求1所述的一種具有橡膠狀彈性的形狀記憶聚合物，其特征在于，本聚 合物加入導電顆粒或纖維，使材料通過通電或電阻加熱的方式達到形狀恢復。
全文摘要
一種具有橡膠狀彈性的形狀記憶聚合物，涉及一種記憶材料，此形狀記憶聚合物在高低溫下都有良好的彈性性能，其組份為有機硅或有機膠和乙烯醋酸乙烯酯或其復合物或混合物，如熱融膠；其熱驅動溫度為乙烯醋酸乙烯酯或其復合物或混合物的融化或軟化溫度，熱驅動溫度通過選擇具有相應的融化或軟化溫度的乙烯醋酸乙烯酯或其復合物或混合物來實現；其有機硅或有機膠和乙烯醋酸乙烯酯或其復合物或混合物的體積比為10:1至1:1。此種形狀記憶材料克服了現有形狀記憶材料(合金,聚合物等)在相對低溫(低于形狀恢復溫度)下呈現準塑性變形或脆性破壞的問題。此形狀記憶聚合物在高低溫下都有如橡膠般的優異彈性性能。
文檔編號C08L23/08GK101985518SQ20101052595
公開日2011年3月16日 申請日期2010年11月1日 優先權日2010年11月1日
發明者孫麗, 黃為民 申請人:沈陽建筑大學