光驱动形状记忆高聚物的制备与研究【字数:17018】
目录
摘 要 I
ABSTRACT II
第一章 文献综述 1
1 形状记忆高聚物 1
1.1 形状记忆刺激源 2
1.2 形状记忆聚氨酯 3
2 多层材料及组装方法 5
3 静电喷雾沉积技术 7
4 研究目的和意义 8
第二章 实验部分 9
1 材料与方法 9
1.1材料 9
1.2设备 9
2 MWCNT/TPU薄膜的制备 10
2.1 制备方法 10
2.2制备流程 10
3 MWCNT/TPU薄膜表征方法 12
3.1 扫描电子显微镜(SEM) 12
3.2 X射线衍射(XRD)分析 12
3.3 热重及差示扫描量热分析 12
3.4 拉伸试验 12
3.5 光热效应测试 13
3.6 光驱动形状记忆效应测试 14
第三章 结果分析与讨论 15
1 扫描电子显微镜(SEM)分析 15
2 X射线衍射分析 15
3热分析 16
4 拉伸试验分析 18
5 光热效应测试分析 20
6光驱动形状记忆效应测试分析 21
第四章 结论与展望 24
1 结论 24
2 展望 24
3 经济性分析和环保性分析 25
参考文献 26
致 谢 29
光驱动形状记忆高聚物的制备与研究
摘 要
形状记忆复合材料是一种新型的高分子材料。光作为一种外部刺激源,因其具有远程控制、精确对焦和快速属性切换的能力而备受关注,特别是光具有绿色和可持续的优点。因此,光驱动形状记忆高聚物被大量的研究。在形状记忆高聚物中加入一些功能填料来实现光驱动是常用的方法,但是加入功能填料(如碳纳米管)后也面临着很多问题,比如其力学性能降低,复合材料的形状固定率和形状回复率下降等。因此我们想通过改变光驱动形状记忆高聚物的结构来尝试解决这些问题。
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本文采用静电喷雾沉积的方法成功制备了不同结构,不同碳纳米管(MWCNT)含量的MWCNT/TPU复合薄膜。然后通过扫描电子显微镜、X射线衍射仪、同步热分析、多功能电子拉伸试验机、热红外成像仪以及光回复试验等表征手段,对MWCNT/TPU复合薄膜的微观结构、热分解过程、力学性能、光热转换效率以及光刺激形状记忆性能进行研究。试验结果表明:MWCNT/TPU复合薄膜的层状结构能够同时提高薄膜的拉伸强度(最高达到37.8MPa)和断裂伸长率(最高达到813.56%),提高薄膜在光照下的最高温度(最高达到106.23℃),并对其光刺激形状记忆性能产生影响,这是由于层与层之间的界面效应导致的。MWCNT的含量对MWCNT/TPU复合薄膜的拉伸强度、断裂拉升率、光热转换效率以及光刺激形状记忆性能也起到一定的影响。最后对多层复合薄膜的研究方向进行了展望。
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