CN104004118B - 多段刺激回复的形状记忆聚苯乙烯材料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种多段刺激回复的形状记忆聚苯乙烯材料及其制备方法，在不同的形状记忆聚苯乙烯材料段落部分包埋不同的感应加热粒子，当对整个材料施加相应的刺激时，只有相应的段落才能感应加热回复，而其它的段落不会回复，这样就实现了材料回复的可控性。用本发明所涉及的制备方法所制备的多段形状记忆聚苯乙烯材料具有可控的多段回复，通过改变刺激方法从而可以实现回复部位的可控性，并且制备过程简单，可操作性强，有助于形状记忆聚苯乙烯材料在我国航空航天、汽车零部件等诸多领域的应用。

Description

多段刺激回复的形状记忆聚苯乙烯材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种多段刺激回复的形状记忆聚苯乙烯材料及其制备方法。
背景技术
形状记忆聚合物(Shape Memory Polymer，SMP)正是目前兴起的新型智能材料，它具有质量轻、形变量大、易于驱动、成本低且性能可调整范围大等一系列优异的性能，是制备空间可展开装置等特种器件极为理想的材料。但是由于其形状回复部位的不可控性，使得该类材料的应用存在很大的限制。所以制备具有多种刺激、多段可控回复性能的形状记忆聚合物材料是非常有意义的。形状记忆聚合物是新型智能材料中的一类，通过不同的外界刺激条件如紫外光照射、温度场变化，电磁场变化等，能够使其发生预先设计的相应变化，从临时形状到原始形状的变化。多段刺激回复形状记忆聚苯乙烯也是形状记忆聚合物中的一种。并且多段可控的形状记忆回复效应使得它有着十分广泛的应用潜力。形状记忆聚苯乙烯目前主要提到的应用领域是在航空航天领域，相比于传统的聚苯乙烯形状记忆聚合物其拥有优秀的回复可控能力。这使得该材料可以应用在航天飞行器中的可控展开结构等部位。
发明内容
本发明的目的是提供一种多段刺激回复的形状记忆聚苯乙烯材料及其制备方法。
本发明所采用的技术如下：
一种多段刺激回复的形状记忆聚苯乙烯材料的制备方法，包括如下步骤：
步骤一：将粘稠态形状记忆苯乙烯与平均粒径为20nm的Fe3O4纳米颗粒搅拌混合，混合后再次超声分散，使Fe3O4纳米颗粒均匀地分散在基体中，所述的Fe3O4纳米颗粒是形状记忆苯乙烯质量的5％；
步骤二：将步骤一所得到的粘稠态形状记忆苯乙烯与Fe3O4纳米颗粒共混溶液置于模具内，然后放入干燥箱中进行预固化，温度条件为75℃，固化时间为0.5小时；
步骤三：之后将另一份液态形状记忆苯乙烯倒入步骤二所得到的预固化物上方继续固化0.5小时；
步骤四：最后将将粘稠态形状记忆苯乙烯与多个碳纳米管搅拌混合，然后将分散均匀的复合溶液倒入步骤三所得到的预固化物上方，然后进24小时完全固化，完全固化后即得到本发明的多段刺激回复形状记忆聚苯乙烯材料，所述的碳纳米管是聚苯乙烯质量的0.5％，碳纳米管尺寸：直径20-30纳米，长度20-30微米。
本发明还具有如下技术特征：
一种多段刺激回复的形状记忆聚苯乙烯材料，在不同的形状记忆聚苯乙烯材料段落包埋不同的感应加热粒子，当对整个材料施加相应的刺激时，只有相应的段落才能感应加热回复，而其它的段落不会回复，实现了材料回复的可控性。
本发明的有益效果：本发明以形状记忆聚苯乙烯为基体制备的多段刺激回复的形状记忆聚苯乙烯材料具有多种刺激方法，并且在不同的刺激条件下只有相应的段落部位才能回复的特点。并且通过本发明所设计的制备方法可以通过改变复合颗粒的类型从而可以实现回复部位的可控性，并且制备过程简单，可操作性强，有助于形状记忆聚苯乙烯材料在我国航空航天、汽车零部件等诸多领域的应用。
附图说明
图1是该多段刺激回复形状记忆聚苯乙烯材料示意图。
具体实施方式
下面的举例使本专业技术人员更全面地理解本发明，本实施例中的形状记忆苯乙烯材料取自2011年公开的哈尔滨工业大学博士论文：《苯乙烯形状记忆聚合物及其光、磁驱动特性的研究》作者：张大伟。
实施例1
一种多段刺激回复的形状记忆聚苯乙烯材料的制备方法，
步骤一：将粘稠态形状记忆苯乙烯与平均粒径为20nm的Fe3O4纳米颗粒搅拌混合，混合后再次超声分散，使Fe3O4纳米颗粒均匀地分散在基体中，所述的Fe3O4纳米颗粒是形状记忆苯乙烯质量的5％；
步骤二：将步骤一所得到的粘稠态形状记忆苯乙烯与Fe3O4纳米颗粒共混溶液置于模具内，然后放入干燥箱中进行预固化，温度条件为75℃，固化时间为0.5小时；
步骤三：之后将另一份液态形状记忆苯乙烯倒入步骤二所得到的预固化物上方继续固化0.5小时；
步骤四：最后将将粘稠态形状记忆苯乙烯与多个碳纳米管搅拌混合，然后将分散均匀的复合溶液倒入步骤三所得到的预固化物上方，然后进24小时完全固化，完全固化后即得到本发明的多段刺激回复形状记忆聚苯乙烯材料，所述的碳纳米管是聚苯乙烯质量的0.5％，碳纳米管尺寸：直径20-30纳米，长度20-30微米。
实施例2
如图1所示，一种多段刺激回复的形状记忆聚苯乙烯材料，分为3段形状记忆聚苯乙烯材料段落，第一段包埋Fe3O4纳米颗粒，第二段不包埋物质，第三段包埋多个碳纳米管，当对整个材料施加相应的刺激时，只有相应的段落才能感应加热回复，而其它的段落不会回复，实现了材料回复的可控性。

Claims (2)

1.一种多段刺激回复的形状记忆聚苯乙烯材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤一：将粘稠态形状记忆苯乙烯与平均粒径为20nm的Fe3O4纳米颗粒搅拌混合，混合后再次超声分散，使Fe3O4纳米颗粒均匀地分散在基体中，所述的Fe3O4纳米颗粒是形状记忆苯乙烯质量的5％；
步骤二：将步骤一所得到的粘稠态形状记忆苯乙烯与Fe3O4纳米颗粒共混溶液置于模具内，然后放入干燥箱中进行预固化，温度条件为75℃，固化时间为0.5小时；
步骤三：之后将另一份液态形状记忆苯乙烯倒入步骤二所得到的预固化物上方继续固化0.5小时；
步骤四：最后将粘稠态形状记忆苯乙烯与多个碳纳米管搅拌混合，然后将分散均匀的复合溶液倒入步骤三所得到的预固化物上方，然后经24小时完全固化，完全固化后即得到多段刺激回复形状记忆聚苯乙烯材料，所述的碳纳米管是聚苯乙烯质量的0.5％，碳纳米管尺寸：直径20-30纳米，长度20-30微米；在不同的形状记忆聚苯乙烯材料段落包埋不同的感应加热粒子，当对整个材料施加相应的刺激时，只有相应的段落才能感应加热回复，而其它的段落不会回复，实现了材料回复的可控性。
2.根据权利要求1所述的制备方法制备的一种多段刺激回复的形状记忆聚苯乙烯材料。
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