热致形状记忆聚氨酯材料的研究和应用.pdfVIP

330 2011年中国工程塑料复合材料技术研讨会论文集 热致形状记忆聚氨酯材料的研究与应用枣 陈亚东 彭振博 张慧波 李来福 (宁渡职业技术学院化工系，宁波315800) 摘要分析了热致形状记忆聚氨酯(PUB)的记忆机理及研究现状，对热致形状记忆PUB的重要应用领域进行 了描述。并指出了其目前性能上的不足及今后研究的热点、发展趋势。 关键词形状记忆聚氨酯热致型 自20世纪80年代发现热致形状记忆交联聚乙释放出来，分子链在嫡弹性作用下发生自然卷曲从 烯以来，形状记忆高分子材料以其优异的综合性能 而发生形状回复，变形的PUB自动恢复到原来的初 及广泛的用途而成为当前的研究热点¨qJ。目前形 始形状‘7_8】。 状记忆高分子材料已经得到广泛的应用，电致感应 通过调节软、硬段含量和种类均可获得不同形 型形状记忆高分子材料可以用于电子通讯及仪器仪 状记忆性能的PUB材料一一0l。如在固定软段组成 表等领域，如电子集束管、电磁屏蔽材料等；化学感 (结构相同、分子量相同)和含量不变的情况下，调 应型形状记忆高分子材料可以用于蛋白质或酶的分 节硬段含量，当硬段含量增加时，疋升高，模量比降 离膜等特殊领域”o；热致形状记忆高分子材料可以 低，而软段区和硬段区的相容性增加，即相分离的可 广泛地应用于医疗卫生、体育运动、建筑、包装、汽车 能性变小，从而使材料的形状恢复率增大，而形状恢 及科学实验等领域，如医用器械、泡沫塑料、坐垫、光 复速率降低。软段分子量对形状记忆PUR的形成 信息记录介质及报警器等【4。6】。 主要表现在，当软段由较大分子量的单体构成时，其 形状记忆聚氨酯(PUB)材料作为高分子形状 恢复形变温度有所下降，即F。下降，但由于软硬段 记忆材料的重要分支，不仅变形量大、赋形容易、形 区的相容性不好，导致相分离，从而使PUB的形状 状响应温度便于调整，而且具有原材料来源广、配方 恢复速率降低【11|；反之，当软段由较小分子量的单 可调性大、性能选择范围宽、与人体的生理相容性好 体构成时，PUB的形状恢复速度增加。 的特点，其良好的透湿气性、热膨胀性、抗震性能等 2热致形状记忆PUR材料的研究开发现状 独特性能能够满足很多场合的使用要求，因此日益 形状记忆PUB材料的研究目前为止已经取得 受到材料科学工作者的重视。 了很大进展。在热致形状记忆PUB材料方面，日本 l 热致形状记忆PUR材料的形变机理及影响因素 三菱重工公司于1988年在世界上首次成功开发出 分析 了该类材料。12l，形状恢复温度为一30—70℃，目前 形状记忆PUB是由记忆起始形状的固定相(硬已制得响应温度分别为25、35、45、55℃的形状记忆 段)和随温变化能可逆地固化和软化的可逆相(软 PUB材料¨o{，由于其优异的生物相容性，已广泛应 段)组成。可逆相一般由聚酯或聚醚等组成，呈物 用于生物医用领域。 理交联结构[如熔融温度(L)较低的结晶态，玻璃 化转变温度(t)较低的玻璃态]，而固定相则由异聚四氢呋喃二醇(PTMG)混合二元醇为软段、1，4．丁 氰酸酯链段构成；根据扩链剂的不同可分为物理交 二醇(1，4一BDO)和EDO为扩链剂、二苯基甲烷二异 联结构和化学交联结构，以物理交联结构(即L或 氰酸酯(MDI)为硬段的形状记忆PUB涂层的水蒸 t较高的一相在较低温时形成的分子缠绕)为固定 气透过率，发现形状记忆PUB在较高温度下。具有 相的称为热塑性形状记忆PUB，以化学交联结构为 高透湿气性，在较低温度下具有隔热性。 固定相的称为热固性形状记忆PUB。 HanMo Jeong