多段刺激回復的形狀記憶聚苯乙烯材料及其制備方法
【專利摘要】本發明提供一種多段刺激回復的形狀記憶聚苯乙烯材料及其制備方法，在不同的形狀記憶聚苯乙烯材料段落部分包埋不同的感應加熱粒子，當對整個材料施加相應的刺激時，只有相應的段落才能感應加熱回復，而其它的段落不會回復，這樣就實現了材料回復的可控性。用本發明所涉及的制備方法所制備的多段形狀記憶聚苯乙烯材料具有可控的多段回復，通過改變刺激方法從而可以實現回復部位的可控性，并且制備過程簡單，可操作性強，有助于形狀記憶聚苯乙烯材料在我國航空航天、汽車零部件等諸多領域的應用。
【專利說明】多段刺激回復的形狀記憶聚苯乙烯材料及其制備方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種多段刺激回復的形狀記憶聚苯乙烯材料及其制備方法。
【背景技術】
[0002]形狀記憶聚合物(ShapeMemoryPolymer, SMP)正是目前興起的新型智能材料，它具有質量輕、形變量大、易于驅動、成本低且性能可調整范圍大等一系列優異的性能，是制備空間可展開裝置等特種器件極為理想的材料。但是由于其形狀回復部位的不可控性，使得該類材料的應用存在很大的限制。所以制備具有多種刺激、多段可控回復性能的形狀記憶聚合物材料是非常有意義的。形狀記憶聚合物是新型智能材料中的一類，通過不同的外界刺激條件如紫外光照射、溫度場變化，電磁場變化等，能夠使其發生預先設計的相應變化，從臨時形狀到原始形狀的變化。多段刺激回復形狀記憶聚苯乙烯也是形狀記憶聚合物中的一種。并且多段可控的形狀記憶回復效應使得它有著十分廣泛的應用潛力。形狀記憶聚苯乙烯目前主要提到的應用領域是在航空航天領域，相比于傳統的聚苯乙烯形狀記憶聚合物其擁有優秀的回復可控能力。這使得該材料可以應用在航天飛行器中的可控展開結構等部位。
【發明內容】
[0003]本發明的目的是提供一種多段刺激回復的形狀記憶聚苯乙烯材料及其制備方法。
[0004]本發明所采用的技術如下:
[0005]一種多段刺激回復的形狀記憶聚苯乙烯材料的制備方法，包括如下步驟:
[0006]步驟一:將粘稠態形狀記憶苯乙烯與平均粒徑為20nm的Fe3O4納米顆粒攪拌混合，混合后再次超聲分散，使Fe3O4納米顆粒均勻地分散在基體中，所述的Fe3O4納米顆粒是形狀記憶苯乙烯質量的5% ；
[0007]步驟二:將步驟一所得到的粘稠態形狀記憶苯乙烯與Fe3O4納米顆粒共混溶液置于模具內，然后放入干燥箱中進行預固化，溫度條件為75°C，固化時間為0.5小時；
[0008]步驟三:之后將另一份液態形狀記憶苯乙烯倒入步驟二所得到的預固化物上方繼續固化0.5小時；
[0009]步驟四:最后將將粘稠態形狀記憶苯乙烯與多個碳納米管攪拌混合，然后將分散均勻的復合溶液倒入步驟三所得到的預固化物上方，然后進24小時完全固化，完全固化后即得到本發明的多段刺激回復形狀記憶聚苯乙烯材料，所述的碳納米管是聚苯乙烯質量的
0.5%，碳納米管尺寸:直徑20-30納米，長度20-30微米。
[0010]本發明還具有如下技術特征:
[0011]一種多段刺激回復的形狀記憶聚苯乙烯材料，在不同的形狀記憶聚苯乙烯材料段落包埋不同的感應加熱粒子，當對整個材料施加相應的刺激時，只有相應的段落才能感應加熱回復，而其它的段落不會回復，實現了材料回復的可控性。
[0012] 本發明的有益效果:本發明以形狀記憶聚苯乙烯為基體制備的多段刺激回復的形狀記憶聚苯乙烯材料具有多種刺激方法，并且在不同的刺激條件下只有相應的段落部位才能回復的特點。并且通過本發明所設計的制備方法可以通過改變復合顆粒的類型從而可以實現回復部位的可控性，并且制備過程簡單，可操作性強，有助于形狀記憶聚苯乙烯材料在我國航空航天、汽車零部件等諸多領域的應用。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0013]圖1是該多段刺激回復形狀記憶聚苯乙烯材料示意圖。
【具體實施方式】
[0014]下面的舉例使本專業技術人員更全面地理解本發明，本實施例中的形狀記憶苯乙烯材料取自2011年公開的哈爾濱工業大學博士論文:《苯乙烯形狀記憶聚合物及其光、磁驅動特性的研究》作者:張大偉。
[0015]實施例1
[0016]一種多段刺激回復的形狀記憶聚苯乙烯材料的制備方法，
[0017]步驟一:將粘稠態形狀記憶苯乙烯與平均粒徑為20nm的Fe3O4納米顆粒攪拌混合，混合后再次超聲分散，使Fe3O4納米顆粒均勻地分散在基體中，所述的Fe3O4納米顆粒是形狀記憶苯乙烯質量的5% ；
[0018]步驟二:將步驟一所得到的粘稠態形狀記憶苯乙烯與Fe3O4納米顆粒共混溶液置于模具內，然后放入干燥箱中進行預固化，溫度條件為75°C，固化時間為0.5小時；
[0019]步驟三:之后將另一份液態形狀記憶苯乙烯倒入步驟二所得到的預固化物上方繼續固化0.5小時；
[0020]步驟四:最后將將粘稠態形狀記憶苯乙烯與多個碳納米管攪拌混合，然后將分散均勻的復合溶液倒入步驟三所得到的預固化物上方，然后進24小時完全固化，完全固化后即得到本發明的多段刺激回復形狀記憶聚苯乙烯材料，所述的碳納米管是聚苯乙烯質量的
0.5%，碳納米管尺寸:直徑20-30納米，長度20-30微米。
[0021]實施例2
[0022]如圖1所示，一種多段刺激回復的形狀記憶聚苯乙烯材料，分為3段形狀記憶聚苯乙烯材料段落，第一段包埋Fe3O4納米顆粒，第二段不包埋物質，第三段包埋多個碳納米管，當對整個材料施加相應的刺激時，只有相應的段落才能感應加熱回復，而其它的段落不會回復，實現了材料回復的可控性。
【權利要求】
1.一種多段刺激回復的形狀記憶聚苯乙烯材料的制備方法，其特征在于，包括如下步驟: 步驟一:將粘稠態形狀記憶苯乙烯與平均粒徑為20nm的Fe3O4納米顆粒攪拌混合,混合后再次超聲分散，使Fe3O4納米顆粒均勻地分散在基體中，所述的Fe3O4納米顆粒是形狀記憶苯乙烯質量的5% ； 步驟二:將步驟一所得到的粘稠態形狀記憶苯乙烯與Fe3O4納米顆粒共混溶液置于模具內，然后放入干燥箱中進行預固化，溫度條件為75°C，固化時間為0.5小時； 步驟三:之后將另一份液態形狀記憶苯乙烯倒入步驟二所得到的預固化物上方繼續固化0.5小時； 步驟四:最后將將粘稠態形狀記憶苯乙烯與多個碳納米管攪拌混合，然后將分散均勻的復合溶液倒入步驟三所得到的預固化物上方，然后進24小時完全固化，完全固化后即得到本發明的多段刺激回復形狀記憶聚苯乙烯材料，所述的碳納米管是聚苯乙烯質量的0.5%，碳納米管尺寸:直徑20-30納米，長度20-30微米。
2.一種多段刺激回復的形狀記憶聚苯乙烯材料，其特征在于，在不同的形狀記憶聚苯乙烯材料段落包埋不同的感應加熱粒子，當對整個材料施加相應的刺激時，只有相應的段落才能感應加熱回復，而 其它的段落不會回復，實現了材料回復的可控性。
【文檔編號】C08L25/06GK104004118SQ201410276876
【公開日】2014年8月27日 申請日期:2014年6月12日 優先權日:2014年6月12日
【發明者】冷勁松, 劉彥菊, 李文兵 申請人:哈爾濱工業大學