[發(fā)明專利]多段刺激回復(fù)的形狀記憶聚苯乙烯材料及其制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410276876.9
• 申請(qǐng)日: 2014-06-12
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN104004118A
• 公開(kāi)（公告）日: 2014-08-27
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 冷勁松;劉彥菊;李文兵
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 哈爾濱工業(yè)大學(xué)
• 主分類號(hào): C08F112/08
• 分類號(hào): C08F112/08;C08F2/44;C08K3/22;C08K7/00;C08K3/04;C08L25/06
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技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種多段刺激回復(fù)的形狀記憶聚苯乙烯材料及其制備方法。

背景技術(shù)

形狀記憶聚合物(Shape?Memory?Polymer，SMP)正是目前興起的新型智能材料，它具有質(zhì)量輕、形變量大、易于驅(qū)動(dòng)、成本低且性能可調(diào)整范圍大等一系列優(yōu)異的性能，是制備空間可展開(kāi)裝置等特種器件極為理想的材料。但是由于其形狀回復(fù)部位的不可控性，使得該類材料的應(yīng)用存在很大的限制。所以制備具有多種刺激、多段可控回復(fù)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(guò)不同的外界刺激條件如紫外光照射、溫度場(chǎng)變化，電磁場(chǎng)變化等，能夠使其發(fā)生預(yù)先設(shè)計(jì)的相應(yīng)變化，從臨時(shí)形狀到原始形狀的變化。多段刺激回復(fù)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(fù)效應(yīng)使得它有著十分廣泛的應(yīng)用潛力。形狀記憶聚苯乙烯目前主要提到的應(yīng)用領(lǐng)域是在航空航天領(lǐng)域，相比于傳統(tǒng)的聚苯乙烯形狀記憶聚合物其擁有優(yōu)秀的回復(fù)可控能力。這使得該材料可以應(yīng)用在航天飛行器中的可控展開(kāi)結(jié)構(gòu)等部位。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種多段刺激回復(fù)的形狀記憶聚苯乙烯材料及其制備方法。

本發(fā)明所采用的技術(shù)如下：

一種多段刺激回復(fù)的形狀記憶聚苯乙烯材料的制備方法，包括如下步驟：

步驟一：將粘稠態(tài)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(zhì)量的5％；

步驟二：將步驟一所得到的粘稠態(tài)形狀記憶苯乙烯與Fe₃O₄納米顆粒共混溶液置于模具內(nèi)，然后放入干燥箱中進(jìn)行預(yù)固化，溫度條件為75℃，固化時(shí)間為0.5小時(shí)；

步驟三：之后將另一份液態(tài)形狀記憶苯乙烯倒入步驟二所得到的預(yù)固化物上方繼續(xù)固化0.5小時(shí)；

步驟四：最后將將粘稠態(tài)形狀記憶苯乙烯與多個(gè)碳納米管攪拌混合，然后將分散均勻的復(fù)合溶液倒入步驟三所得到的預(yù)固化物上方，然后進(jìn)24小時(shí)完全固化，完全固化后即得到本發(fā)明的多段刺激回復(fù)形狀記憶聚苯乙烯材料，所述的碳納米管是聚苯乙烯質(zhì)量的0.5％，碳納米管尺寸：直徑20-30納米，長(zhǎng)度20-30微米。

本發(fā)明還具有如下技術(shù)特征：

一種多段刺激回復(fù)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(yīng)加熱粒子，當(dāng)對(duì)整個(gè)材料施加相應(yīng)的刺激時(shí)，只有相應(yīng)的段落才能感應(yīng)加熱回復(fù)，而其它的段落不會(huì)回復(fù)，實(shí)現(xiàn)了材料回復(fù)的可控性。

本發(fā)明的有益效果：本發(fā)明以形狀記憶聚苯乙烯為基體制備的多段刺激回復(fù)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(yīng)的段落部位才能回復(fù)的特點(diǎn)。并且通過(guò)本發(fā)明所設(shè)計(jì)的制備方法可以通過(guò)改變復(fù)合顆粒的類型從而可以實(shí)現(xiàn)回復(fù)部位的可控性，并且制備過(guò)程簡(jiǎn)單，可操作性強(qiáng)，有助于形狀記憶聚苯乙烯材料在我國(guó)航空航天、汽車零部件等諸多領(lǐng)域的應(yīng)用。

附圖說(shuō)明

圖1是該多段刺激回復(fù)形狀記憶聚苯乙烯材料示意圖。

具體實(shí)施方式

下面的舉例使本專業(yè)技術(shù)人員更全面地理解本發(fā)明，本實(shí)施例中的形狀記憶苯乙烯材料取自2011年公開(kāi)的哈爾濱工業(yè)大學(xué)博士論文：《苯乙烯形狀記憶聚合物及其光、磁驅(qū)動(dòng)特性的研究》作者：張大偉。

實(shí)施例1

一種多段刺激回復(fù)的形狀記憶聚苯乙烯材料的制備方法，

步驟一：將粘稠態(tài)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(zhì)量的5％；

步驟二：將步驟一所得到的粘稠態(tài)形狀記憶苯乙烯與Fe₃O₄納米顆粒共混溶液置于模具內(nèi)，然后放入干燥箱中進(jìn)行預(yù)固化，溫度條件為75℃，固化時(shí)間為0.5小時(shí)；

步驟三：之后將另一份液態(tài)形狀記憶苯乙烯倒入步驟二所得到的預(yù)固化物上方繼續(xù)固化0.5小時(shí)；