[發明專利]一種熱塑性硫化膠壓縮模式下形狀記憶行為的表征方法

在審

• 申請號: 202011231025.4
• 申請日: 2020-11-06
• 公開（公告）號: CN112284904A
• 公開（公告）日: 2021-01-29
• 發明（設計）人: 孫穎濤;李嘉豪;王兆波
• 申請（專利權）人: 青島科技大學
• 主分類號: G01N3/08
• 分類號: G01N3/08;G01N25/02;G01N1/44
• 代理公司: 青島中天匯智知識產權代理有限公司 37241
• 代理人: 袁曉玲

本發明為一種熱塑性硫化膠壓縮模式下形狀記憶行為的表征方法，為壓縮模式下熱塑性硫化膠形狀記憶行為的定量評價提供了一種有效方法。其定量表征方法為：(1)將圓柱狀熱塑性硫化膠樣品的初始高度記為H₀，然后固定在簡易壓縮夾具上，預熱10min；(2)施加外力，使預熱后的熱塑性硫化膠樣品發生形變，之后迅速浸入冰水混合物中定型，記錄樣品高度為H₁；(3)去除外力，將樣品在室溫下自然放置24hr，記錄樣品高度為H₂；(4)將(3)中的熱塑性硫化膠樣品置于(1)中的升溫環境下，記錄樣品高度為H₃；(5)計算熱塑性硫化膠的形狀固定率(SF)和形變回復率(SR)，分別為：

技術領域

本發明屬于功能高分子材料的技術領域，具體涉及一種熱塑性硫化膠壓縮模式下形狀記憶行為的表征方法，具體地說，涉及一種熱塑性硫化膠壓縮模式下的形狀記憶行為，通過考核形狀固定率和形變回復率，獲得對熱塑性硫化膠在壓縮模式下的形狀記憶性能的定量表征方法。

背景技術

形狀記憶材料是一種新型智能材料。形狀記憶是指具有一定形狀的固體材料在特定條件下產生塑性變形，在不同外界環境變化(如溫度、力、電磁、溶劑和濕度等)的刺激下可消除其塑性變形，并且可以恢復到原先的形狀。早在20世紀30年代，Olander在金-鎘合金中首次發現了形狀記憶現象；20世紀60年代，A.Charlesby在一次實驗中偶然對拉伸變形的交聯聚乙烯加熱，首次發現了形狀記憶高分子的奇特現象；近年來，由于具有質輕價廉、形變量大、變形容易、形狀恢復溫度便于調整等優點，形狀記憶高分子在航空航天、生物醫藥、傳感制動等領域展示出優越的性能，與之相關的產業正在蓬勃發展，并帶來巨大的經濟社會效益。

通常來說，具有形狀記憶行為的高分子材料可以看作由兩相組成，即用以記憶原始形狀的固定相，以及受外界刺激而發生變化實現臨時形狀的記憶與回復的可逆相；形狀記憶高分子材料的固定相一般為高分子的交聯結構或分子鏈的物理纏結點，而可逆相通常為高分子材料中可發生可逆相轉變的相結構，其開關溫度通常為玻璃化轉變溫度或熔點。但是，目前對于熱塑性硫化膠形狀記憶行為的研究，通常僅采用拉伸模式和彎曲模式進行測試和表征；而實際上熱塑性硫化膠在壓縮模式下也會產生形狀記憶效應，壓縮形狀記憶行為的表征，無論在理論研究還是實際應用方面，均具有重要意義，但到目前為止，尚未見到為人們普遍認可的壓縮形狀記憶行為的定量表征方法。與拉伸模式和彎曲模式下形狀記憶行為相比，熱塑性硫化膠在壓縮模式下的形狀記憶行為能夠克服形狀記憶高分子材料中固定相的熔體強度過低、兩相界面結合較差導致的拉伸應變較小等問題，并且在可逆相回復過程中可以提供更強勁的彈性回復驅動力，從而使熱塑性硫化膠形狀記憶高分子材料具有更加優異的形狀固定率和形變回復率。

壓縮模式下熱塑性硫化膠的形狀記憶行為是熱塑性硫化膠的重要性能，目前對熱塑性硫化膠的形狀記憶行為的研究僅局限于拉伸模式和彎曲模式，而關于壓縮模式下的形狀記憶行為沒有報道，因此急需一種熱塑性硫化膠在壓縮模式下形狀記憶行為的定量表征方法。

發明內容

技術問題：本發明的目的在于提出一種熱塑性硫化膠壓縮模式下形狀記憶行為的表征方法，解決目前還沒有被人們普遍認可的壓縮模式下熱塑性硫化膠形狀記憶行為表征方法的問題。

技術方案：本發明的一種熱塑性硫化膠壓縮模式下形狀記憶行為的表征方法，采用簡易壓縮夾具測試圓柱狀熱塑性硫化膠樣品的形狀記憶性能，不僅制備簡單、柔性可調控、成型容易、可以循環使用、開關溫度低，而且在形狀固定率和形變回復率方面的性能優異，具有重要的科學意義和應用前景，具體步驟如下：

(1)將圓柱狀熱塑性硫化膠樣品的初始高度記為H₀，然后將其固定在簡易壓縮夾具上，之后在特定的環境下，預熱10min；如果熱塑性硫化膠的基體熱塑性塑料為晶態高分子，特定的溫度通常在其熔點附近，如果熱塑性硫化膠的基體熱塑性塑料為非晶態高分子，則特定的溫度通常在其玻璃化轉變溫度附近；