[發明專利]氨綸纖維增強形狀記憶聚合物復合材料

有效

• 申請號: 201010109433.2
• 申請日: 2010-02-11
• 公開（公告）號: CN101775177A
• 公開（公告）日: 2010-07-14
• 發明（設計）人: 冷勁松;蘭鑫;劉彥菊;潘蘇新
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業大學
• 主分類號: C08L25/08
• 分類號: C08L25/08;C08L63/00;C08L25/10;C08L47/00;C08L45/00;C08L79/04;C08L75/04
• 代理公司: 哈爾濱市松花江專利商標事務所 23109
• 代理人: 榮玲

技術領域

本發明涉及一種形狀記憶聚合物復合材料。?

背景技術

復合材料是由兩種或多種不同性質的材料用物理和化學方法在宏觀尺度上組成的具有新性能的材料。一般復合材料的性能優于其組分材料的性能，并且有些性能是原來組分材料所沒有的，復合材料改善了組分材料的剛度、強度、熱學性能等。?

復合材料通常由基體和增強材料組成。基體常用各種樹脂或金屬、非金屬材料；增強材料采用各種纖維或顆粒等材料。其中增強材料在復合材料中其主要作提供剛度和強度，基本控制其性能。基體材料起配合作用，它支持和固定纖維材料，傳遞纖維間載荷，保護纖維，防止磨損或腐蝕，改善復合材料的某些性能。?

現有常規的纖維增強樹脂基復合材料具有高的比強度、比剛度等優異的力學性能，其強度、剛度與金屬等量級、而密度卻只有鋼的幾分之一。常規的纖維增強樹脂基復合材料主要考慮材料的強度、剛度等靜態或準靜態的力學承載性能，不考慮材料的驅動特性。在常規的纖維增強樹脂基復合材料中，樹脂基體的最大可回復應變一般為2～5％，增強纖維(如，碳纖維、玻璃纖維等)的最大可回復應變一般為1～3％，當復合材料的應變超過3％時，增強纖維會發生破壞，復合材料整體也會破壞。因此，現有常規的復合材料的最大可回復應變量一般只有1％～3％。因此，常規的樹脂基復合材料主要用于結構承載材料，而不可能用于類似于人工肌肉這類靠材料本身來驅動變形的主動大變形材料。此外，現有纖維增強的形狀記憶聚合物復合材料的增強相依然是常規的增強纖維(如，碳纖維、玻璃纖維等)，導致現有的形狀記憶聚合物復合材料的最大拉伸應變量一般只有1％～3％，而影響了形狀記憶聚合物復合材料的應用。因此，有必要尋找一種具有較大的可回復應變的纖維增強形狀記憶聚合物復合材料。?

發明內容

本發明是為了解決現有形狀記憶聚合物復合材料可回復應變低的問題，而提供了氨綸纖維增強形狀記憶聚合物復合材料。?

本發明氨綸纖維增強形狀記憶聚合物復合材料按照重量份數比35～95份的形狀記憶聚合物材料和5～65份的氨綸纖維組成。?

本發明形狀記憶聚合物材料為形狀記憶苯乙烯共聚物或形狀記憶環氧樹脂體系。?

本發明的氨綸纖維增強形狀記憶聚合物復合材料的可回復應變達到了100％以上，具有較大的可回復應變，能夠在受到外加載荷時具有較大的應變，再回復時又能夠輸出較大的外力，且本發明的纖維增強形狀記憶聚合物復合材料在室溫時(低于形狀記憶聚合物的玻璃化轉變溫度，T_g)彈性模量較大，當加熱到形狀記憶聚合物的玻璃化轉變溫度以上時，形狀記憶材料彈性模量降低，可塑性增強，在外界應力作用下，形狀記憶聚合物復合材料能被動變形至理想形狀；在保持外力約束的情況下將溫度降至室溫時(＜T_g)，形狀記憶聚合物復合材料彈性模量升高，當外力卸載后，形狀記憶聚合物復合材料能保持變形后的形狀，且在無外界干擾的情況下，不會損壞，能長期儲存，儲存時間長；當再次加熱至形狀記憶聚合物T_g以上時，纖維增強形狀記憶聚合物復合材料能主動回復至最原始(脫模后)的形狀。氨綸纖維增強形狀記憶聚合物復合材料能表現出無損傷或較小損傷的拉長-回縮、彎曲-伸展、壓縮-伸長等熱機械循環性能。本發明的氨綸纖維增強形狀記憶聚合物復合材料具有較高的可回復應變，可回復應變達到10％以上；同時具有較高的強度，強度達到了20MPa以上。?

本發明所述材料的制備方法為樹脂基復合材料的常規制備方法，包括：手糊成型、模壓成型、纏繞成型、噴射成型、樹脂傳遞模塑成型、袋壓法成型、真空袋-熱壓罐法成型、熱壓罐法成型、液壓釜法成型、熱膨脹塑法成型、層壓及卷管成型、拉擠成型、連續纏管、連續制板。?

本發明氨綸纖維增強形狀記憶聚合物復合材料的應用前景非常廣闊，如航空工業包括宇宙飛船、人造衛星和空間站、各種飛行器，海洋工業包括遠洋運?輸輪船、高速輪船，石油化工工業包括各種管道和壓力容器，汽車工業，建筑業，電子工業，體育用品，以及軍事領域等。?

具體實施方式

本發明技術方案不局限于以下所列舉具體實施方式，還包括各具體實施方式間的任意組合。?

具體實施方式一：本實施方式氨綸纖維增強形狀記憶聚合物復合材料按照重量份數比35～95份的形狀記憶聚合物材料和5～65份的氨綸纖維組成。?

本實施方式中的氨綸纖維還可以是氨綸纖維織成的布。?