本發(fā)明涉及記憶材料
技術(shù)領(lǐng)域：
，尤其涉及一種高固定率高恢復(fù)率形狀記憶材料的制備方法。
背景技術(shù)：
：形狀記憶聚合物(ShapeMemoryPolymers，SMPs)是一類在航空航天、生物醫(yī)療、紡織，電子等行業(yè)都有廣泛應(yīng)用前景的一種新型功能材料，同時(shí)也是一種刺激感應(yīng)型材料，具有在受到熱、電、磁、機(jī)械、光、化學(xué)等外界刺激時(shí)能夠改變其形狀的特性。形狀記憶效應(yīng)的本質(zhì)是一種熵現(xiàn)象。從分子層次上來看，聚合物分子鏈在不同溫度下表現(xiàn)出運(yùn)動(dòng)能力的巨大差異。當(dāng)聚合物處于Ttrans（形狀記憶轉(zhuǎn)變溫度）以上時(shí)，分子鏈具有活躍的運(yùn)動(dòng)能力。外力作用下，分子鏈中的部分鏈段在受力方向擇優(yōu)排列，分子鏈構(gòu)象改變，體系的構(gòu)象熵降低，材料此時(shí)形成臨時(shí)形狀，具有較高的能量。當(dāng)聚合物處于Ttrans以下時(shí)，分子鏈被凍結(jié)，運(yùn)動(dòng)能力大幅下降并形成動(dòng)力學(xué)勢(shì)阱，在一定的時(shí)間尺度下，撤去外力后依然保留了取向后的分子鏈構(gòu)象，臨時(shí)形狀得以固定。當(dāng)再次升溫到Ttrans以上時(shí)，分子鏈的運(yùn)動(dòng)能力被重新激活，無外力作用下分子鏈段由于熱運(yùn)動(dòng)自發(fā)恢復(fù)到構(gòu)象熵最大狀態(tài)，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(fā)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(jī)高聚物被用作橡膠而獲得廣泛應(yīng)用。但人們發(fā)現(xiàn)其并不同于橡膠領(lǐng)域的傳統(tǒng)高聚物，它是以粉末形式進(jìn)行加工的。這種高聚物的吸油性能優(yōu)異是其突出的特點(diǎn)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(shí)際情況下，其耐油性仍表現(xiàn)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(jié)如下:玻璃化轉(zhuǎn)變區(qū)域;熱機(jī)械循環(huán)過程中施加的應(yīng)力;熱機(jī)械循環(huán)過程中的升溫和降溫速率;熱機(jī)械循環(huán)的恢復(fù)溫度。聚降冰片烯擁有優(yōu)異的特性，現(xiàn)已將在廢油及廢水處理劑、空氣新鮮化劑或?qū)⑵涓叱溆妥鳛橄鹉z材料在減震阻尼材料、隔音材料等多個(gè)領(lǐng)域應(yīng)用。聚降冰片烯是被發(fā)現(xiàn)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(bào)道。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：本發(fā)明的目的在于針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種高固定率、高恢復(fù)率的形狀記憶材料的制備方法，具有生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單可靠，材料還具備無鹵阻燃性等優(yōu)點(diǎn)。為實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明是通過如下措施實(shí)現(xiàn)的：一種高固定率高恢復(fù)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(zhuǎn)矩流變儀密煉室，起始溫度設(shè)定為120-130℃，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速為30-40r/min，先加聚冰片烯、環(huán)保芳烴油混煉，質(zhì)量分?jǐn)?shù)比為聚降冰片100份，環(huán)保芳烴油8-12份，混煉4-5分鐘；再分別加入質(zhì)量份為2-4份炭黑、碳納米管、有機(jī)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(shí)后，使用平板模壓機(jī)成型。其中，所述步驟（2）中硫化條件為壓力8-10MPa，驅(qū)動(dòng)溫度為58-70℃。其中，所述炭黑比表面積為42m2/g。其中，所述環(huán)保芳烴油為低充油。其中，所述碳酸鈣為直徑0.5um，長(zhǎng)度1um的棒狀結(jié)構(gòu)。其中，所述有機(jī)蒙脫土為片層結(jié)構(gòu)。本發(fā)明的有益效果為：本發(fā)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(fù)率；經(jīng)歷多次形狀恢復(fù)循環(huán)時(shí)，聚降冰片烯復(fù)合材料仍能保持非常優(yōu)異的形狀記憶性能；采用本發(fā)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(fā)明實(shí)施例1制備材料的單次形變TMA形狀記憶曲線。圖2為本發(fā)明實(shí)施例2制備材料的單次形變TMA形狀記憶曲線。圖3為本發(fā)明實(shí)施例3制備材料的單次形變TMA形狀記憶曲線。圖4為本發(fā)明實(shí)施例4制備材料的單次形變TMA形狀記憶曲線。圖5為本發(fā)明實(shí)施例1-4制備材料的單次形變形狀記憶性能。圖6為本發(fā)明實(shí)施例1制備材料的兩次形變TMA形狀記憶曲線。圖7為本發(fā)明實(shí)施例2制備材料的兩次形變TMA形狀記憶曲線。圖8為本發(fā)明實(shí)施例3制備材料的兩次形變TMA形狀記憶曲線。圖9為本發(fā)明實(shí)施例4制備材料的兩次形變TMA形狀記憶曲線。圖10為本發(fā)明實(shí)施例1-4制備材料的兩次形變形狀記憶性能。具體實(shí)施方式本發(fā)明提供了一種高固定率高恢復(fù)率形狀記憶材料的制備方法，包括如下步驟：（1）、采用HAAKE轉(zhuǎn)矩流變儀密煉室，起始溫度設(shè)定為120-130℃，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速為30-40r/min，先加聚冰片烯、環(huán)保芳烴油混煉，質(zhì)量分?jǐn)?shù)比為聚降冰片100份，環(huán)保芳烴油8-12份，混煉4-5分鐘；再分別加入質(zhì)量份為2-4份炭黑、碳納米管、有機(jī)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(shí)后，使用平板模壓機(jī)成型。其中，所述步驟（2）中硫化條件為壓力8-10MPa，驅(qū)動(dòng)溫度為58-70℃。其中，所述炭黑比表面積為42m2/g。其中，所述環(huán)保芳烴油為低充油。其中，所述碳酸鈣為直徑0.5um，長(zhǎng)度1um的棒狀結(jié)構(gòu)。其中，所述有機(jī)蒙脫土為片層結(jié)構(gòu)。為能清楚說明本方案的技術(shù)特點(diǎn)，下面通過具體實(shí)施方式，對(duì)本方案進(jìn)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(guó)科學(xué)院成都有機(jī)化學(xué)有限公司；有機(jī)蒙脫土（OMMT），市售級(jí)橡膠工業(yè)常用原材料；環(huán)保芳烴油（TDAE），市售級(jí)橡膠工業(yè)常用原材料。實(shí)施例1：采用HAAKE轉(zhuǎn)矩流變儀密煉室，起始溫度設(shè)定為125℃，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)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(jī)模壓硫化，模具壓力為10MPa，驅(qū)動(dòng)溫度為68℃，可制得形狀恢復(fù)率、形狀恢復(fù)率都達(dá)到99%以上的共混材料。炭黑比表面積為42m2/g。實(shí)施例2：采用HAAKE轉(zhuǎn)矩流變儀密煉室，起始溫度設(shè)定為125℃，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)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(jī)模壓硫化，模具壓力為10MPa，驅(qū)動(dòng)溫度為63℃，可制得形狀恢復(fù)率、形狀恢復(fù)率都達(dá)到99%以上的共混材料。實(shí)施例3：采用HAAKE轉(zhuǎn)矩流變儀密煉室，起始溫度設(shè)定為125℃，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)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(jī)蒙脫土，混煉5.5分鐘。采用平板硫化機(jī)模壓硫化，模具壓力為10MPa，驅(qū)動(dòng)溫度為70℃，可制得形狀恢復(fù)率、形狀恢復(fù)率都達(dá)到99%以上的共混材料。實(shí)施例4：采用HAAKE轉(zhuǎn)矩流變儀密煉室，起始溫度設(shè)定為125℃，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)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(jī)模壓硫化，模具壓力為10MPa，驅(qū)動(dòng)溫度為58℃，可制得形狀恢復(fù)率、形狀恢復(fù)率都達(dá)到99%以上的共混材料。碳酸鈣為直徑0.5um，長(zhǎng)度1um的棒狀結(jié)構(gòu)。表1實(shí)施例發(fā)泡阻尼材料力學(xué)性能100%定伸/MPa拉伸強(qiáng)度/MPa拉斷伸長(zhǎng)率/%實(shí)施例19.9423.05213.86實(shí)施例215.1520.38156.17實(shí)施例312.9622.94202.53實(shí)施例416.1920.19157.97本發(fā)明未經(jīng)描述的技術(shù)特征可以通過或采用現(xiàn)有技術(shù)實(shí)現(xiàn)，在此不再贅述，當(dāng)然，上述說明并非是對(duì)本發(fā)明的限制，本發(fā)明也并不僅限于上述舉例，本
技術(shù)領(lǐng)域：
的普通技術(shù)人員在本發(fā)明的實(shí)質(zhì)范圍內(nèi)所做出的變化、改型、添加或替換，也應(yīng)屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。當(dāng)前第1頁1 2 3