一種高固定率高恢復率形狀記憶材料的制備方法與流程

本發明涉及記憶材料
技術領域：
，尤其涉及一種高固定率高恢復率形狀記憶材料的制備方法。
背景技術：
：形狀記憶聚合物(ShapeMemoryPolymers，SMPs)是一類在航空航天、生物醫療、紡織，電子等行業都有廣泛應用前景的一種新型功能材料，同時也是一種刺激感應型材料，具有在受到熱、電、磁、機械、光、化學等外界刺激時能夠改變其形狀的特性。形狀記憶效應的本質是一種熵現象。從分子層次上來看，聚合物分子鏈在不同溫度下表現出運動能力的巨大差異。當聚合物處于Ttrans（形狀記憶轉變溫度）以上時，分子鏈具有活躍的運動能力。外力作用下，分子鏈中的部分鏈段在受力方向擇優排列，分子鏈構象改變，體系的構象熵降低，材料此時形成臨時形狀，具有較高的能量。當聚合物處于Ttrans以下時，分子鏈被凍結，運動能力大幅下降并形成動力學勢阱，在一定的時間尺度下，撤去外力后依然保留了取向后的分子鏈構象，臨時形狀得以固定。當再次升溫到Ttrans以上時，分子鏈的運動能力被重新激活，無外力作用下分子鏈段由于熱運動自發恢復到構象熵最大狀態，即聚合物的初始形狀。聚降冰片烯(Polynorbornene)是CdF-Chimie公司在1984年成功開發的世界上首例具有形狀記憶功能的聚合物，聚降冰片烯這種新型的有機高聚物被用作橡膠而獲得廣泛應用。但人們發現其并不同于橡膠領域的傳統高聚物，它是以粉末形式進行加工的。這種高聚物的吸油性能優異是其突出的特點之一，因此，在聚降冰片烯的配方中增塑劑可加至400份左右，其硫化膠的柔軟性比普通的硫化膠低得多。雖然它的充油量很高，但在許多實際情況下，其耐油性仍表現得很好。聚降冰片烯屬于熱致型形狀記憶聚合物，影響其形狀記憶特性因素有很多，可以把這些主要的影響因素歸結如下:玻璃化轉變區域;熱機械循環過程中施加的應力;熱機械循環過程中的升溫和降溫速率;熱機械循環的恢復溫度。聚降冰片烯擁有優異的特性，現已將在廢油及廢水處理劑、空氣新鮮化劑或將其高充油作為橡膠材料在減震阻尼材料、隔音材料等多個領域應用。聚降冰片烯是被發現的第一種具有形狀記憶性能的高分子材料，但迄今為止鮮見其記憶性能的報道。技術實現要素：本發明的目的在于針對上述現有技術的不足，提供一種高固定率、高恢復率的形狀記憶材料的制備方法，具有生產工藝簡單可靠，材料還具備無鹵阻燃性等優點。為實現上述發明目的，本發明是通過如下措施實現的：一種高固定率高恢復率形狀記憶材料的制備方法，其中，包括如下步驟：（1）、采用HAAKE轉矩流變儀密煉室，起始溫度設定為120-130℃，轉子轉速為30-40r/min，先加聚冰片烯、環保芳烴油混煉，質量分數比為聚降冰片100份，環保芳烴油8-12份，混煉4-5分鐘；再分別加入質量份為2-4份炭黑、碳納米管、有機蒙脫土或碳酸鈣，混煉5-8分鐘，分別制得混煉膠a;（2）、將混煉膠a靜置8-12小時后，使用平板模壓機成型。其中，所述步驟（2）中硫化條件為壓力8-10MPa，驅動溫度為58-70℃。其中，所述炭黑比表面積為42m2/g。其中，所述環保芳烴油為低充油。其中，所述碳酸鈣為直徑0.5um，長度1um的棒狀結構。其中，所述有機蒙脫土為片層結構。本發明的有益效果為：本發明所選用的材料共混后可以有效提高共混材料的固定率和恢復率；經歷多次形狀恢復循環時，聚降冰片烯復合材料仍能保持非常優異的形狀記憶性能；采用本發明制備方法制備的材料隨頻率、溫度變化的滯后較大，具有較高的阻尼性能。附圖說明圖1為本發明實施例1制備材料的單次形變TMA形狀記憶曲線。圖2為本發明實施例2制備材料的單次形變TMA形狀記憶曲線。圖3為本發明實施例3制備材料的單次形變TMA形狀記憶曲線。圖4為本發明實施例4制備材料的單次形變TMA形狀記憶曲線。圖5為本發明實施例1-4制備材料的單次形變形狀記憶性能。圖6為本發明實施例1制備材料的兩次形變TMA形狀記憶曲線。圖7為本發明實施例2制備材料的兩次形變TMA形狀記憶曲線。圖8為本發明實施例3制備材料的兩次形變TMA形狀記憶曲線。圖9為本發明實施例4制備材料的兩次形變TMA形狀記憶曲線。圖10為本發明實施例1-4制備材料的兩次形變形狀記憶性能。具體實施方式本發明提供了一種高固定率高恢復率形狀記憶材料的制備方法，包括如下步驟：（1）、采用HAAKE轉矩流變儀密煉室，起始溫度設定為120-130℃，轉子轉速為30-40r/min，先加聚冰片烯、環保芳烴油混煉，質量分數比為聚降冰片100份，環保芳烴油8-12份，混煉4-5分鐘；再分別加入質量份為2-4份炭黑、碳納米管、有機蒙脫土或碳酸鈣，混煉5-8分鐘，分別制得混煉膠a;（2）、將混煉膠a靜置8-12小時后，使用平板模壓機成型。其中，所述步驟（2）中硫化條件為壓力8-10MPa，驅動溫度為58-70℃。其中，所述炭黑比表面積為42m2/g。其中，所述環保芳烴油為低充油。其中，所述碳酸鈣為直徑0.5um，長度1um的棒狀結構。其中，所述有機蒙脫土為片層結構。為能清楚說明本方案的技術特點，下面通過具體實施方式，對本方案進行闡述。聚降冰片烯：奧地利STARTECH公司；碳酸鈣（CaCO3）：淄博東高化工有限公司；炭黑(CB)，N550，卡博特；碳納米管（CNT），中國科學院成都有機化學有限公司；有機蒙脫土（OMMT），市售級橡膠工業常用原材料；環保芳烴油（TDAE），市售級橡膠工業常用原材料。實施例1：采用HAAKE轉矩流變儀密煉室，起始溫度設定為125℃，轉子轉速為30r/min，將100克PNB、10克TDAE首先放入密煉室，混煉4.5分鐘，加入3克炭黑，混煉5.5分鐘。采用平板硫化機模壓硫化，模具壓力為10MPa，驅動溫度為68℃，可制得形狀恢復率、形狀恢復率都達到99%以上的共混材料。炭黑比表面積為42m2/g。實施例2：采用HAAKE轉矩流變儀密煉室，起始溫度設定為125℃，轉子轉速為30r/min，將100克PNB、10克TDAE首先放入密煉室，混煉4.5分鐘，加入3克碳納米管，混煉5.5分鐘。采用平板硫化機模壓硫化，模具壓力為10MPa，驅動溫度為63℃，可制得形狀恢復率、形狀恢復率都達到99%以上的共混材料。實施例3：采用HAAKE轉矩流變儀密煉室，起始溫度設定為125℃，轉子轉速為30r/min，將100克PNB、10克TDAE首先放入密煉室，混煉4.5分鐘，加入3克有機蒙脫土，混煉5.5分鐘。采用平板硫化機模壓硫化，模具壓力為10MPa，驅動溫度為70℃，可制得形狀恢復率、形狀恢復率都達到99%以上的共混材料。實施例4：采用HAAKE轉矩流變儀密煉室，起始溫度設定為125℃，轉子轉速為30r/min，將100克PNB、10克TDAE首先放入密煉室，混煉4.5分鐘，加入3克碳酸鈣，混煉5.5分鐘。采用平板硫化機模壓硫化，模具壓力為10MPa，驅動溫度為58℃，可制得形狀恢復率、形狀恢復率都達到99%以上的共混材料。碳酸鈣為直徑0.5um，長度1um的棒狀結構。表1實施例發泡阻尼材料力學性能100%定伸/MPa拉伸強度/MPa拉斷伸長率/%實施例19.9423.05213.86實施例215.1520.38156.17實施例312.9622.94202.53實施例416.1920.19157.97本發明未經描述的技術特征可以通過或采用現有技術實現，在此不再贅述，當然，上述說明并非是對本發明的限制，本發明也并不僅限于上述舉例，本
技術領域：
的普通技術人員在本發明的實質范圍內所做出的變化、改型、添加或替換，也應屬于本發明的保護范圍。當前第1頁1 2 3