光敏形状记忆聚合物
形状记忆聚合物化学感应型SMP
形状记忆聚合物
形状记忆聚合物（Shape Merrory Polyers，简称SMP),又成为形状记 高分子，是指具有初始形状的制品 在一定的条件下改变其初始条件并 固定后，通过外界条件（如热、 电、光、化学感应等）的刺激 又可恢复其初始形状的高分子材 料
何为形状记忆聚合物？
SMP的记忆过程：
防止树脂 流动并记 忆起始态 的固定相
随温度变 化的能可 逆地固化 和软化的 可逆相
形状记忆聚合物
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• 固定相
聚合物交联结构或部分结晶结构，在工作温度范 围内保持稳定，用以保持成型制品形状即记忆起始态。
• 可逆相
能够随温度变化在结晶与结晶熔融态（Tm）或玻 璃态与橡胶态间可逆转变（Tg），相应结构发生软化、 硬化可逆变化—保证成型制品可以改变形状。
• 光致感应型SMP
将某些特定的光致变色基团（PCG）引入高 分子主链和侧链中，当受到光照射时（通常是紫 外 光），PCG就会发生光异构反应，使分子链的 状态发生显著变化，材料在宏观上表现为光致形 变，光照停止时，PCG发生可逆的光异构化反应， 分子链的状态回复，材料也回复其初始形状。
形状记忆聚合物
• 化学感应型SMP
利用材料周围的介质性质的变化来激发材料变形 和形状回复。
常见的化学感应方式有pH变化、平衡离子置换、螯 合反应、相转变反应和氧化还原反应等，这类材料如 部分皂化的聚丙烯酰胺、聚乙烯醇和聚丙烯酸混合物 薄膜等。
形状记忆聚合物应用
• 航空、航天的部署组件和结构：例如，智能材料和织 物、电子包装或管的热收缩膜、航空的自部署太阳帆、 智能医药器件等 对于传统太空部署结构，通过使用机械铰链、能量储 存器或马达驱动工具来完成轨道结构配置的改变，而 SMPs及其复合材料制备的部署构件可以克服某些内 在缺点，如复杂组装过程、大规模的机制、大体积。
具有自修复功能的形状记忆聚合物的制备及性能表征
具有自修复功能的形状记忆聚合物的制备及性能表征一、本文概述随着材料科学的快速发展，形状记忆聚合物（Shape Memory Polymers, SMPs）作为一种新型智能材料，因其独特的形状记忆效应和可编程性在航空航天、生物医学、智能机器人等领域展现出广阔的应用前景。
然而，形状记忆聚合物在实际使用过程中常常因外界环境的恶劣和内部损伤的积累而导致性能下降，这极大地限制了其在实际应用中的长期稳定性和可靠性。
因此，开发具有自修复功能的形状记忆聚合物，对于延长材料的使用寿命、提高其在实际应用中的可靠性具有重要意义。
本文旨在介绍具有自修复功能的形状记忆聚合物的制备方法，并对其性能进行表征。
我们将概述形状记忆聚合物的基本原理和自修复材料的研究进展，为后续的制备和性能表征提供理论基础。
接着，我们将详细介绍几种具有自修复功能的形状记忆聚合物的制备方法，包括自修复机制的构建、材料的合成与加工等。
在此基础上，我们将对所制备的材料进行性能表征，包括形状记忆性能、自修复效率、机械性能等方面的测试与分析。
我们将讨论所制备材料的应用前景及未来发展方向，以期为形状记忆聚合物在实际应用中的推广提供有益的参考。
二、形状记忆聚合物的基本原理形状记忆聚合物（Shape Memory Polymers, SMPs）是一类具有独特“记忆”功能的智能材料，能够在外部刺激下，如热、光、电、磁等，恢复其原始形状。
这种特性源于SMPs内部的交联网络结构和可逆的物理或化学转变。
SMPs的基本原理主要基于两个过程：形状的固定和形状的回复。
在形状的固定过程中，SMPs通过交联网络的形成，将临时形状固定下来。
这个交联网络可以通过物理交联（如链缠结、结晶等）或化学交联（如共价键、离子键等）来实现。
一旦交联网络形成，SMPs就可以在不受外界影响的情况下保持临时形状。
在形状的回复过程中，当SMPs受到适当的外部刺激时，交联网络会发生可逆的物理或化学转变，从而释放出固定的临时形状，使SMPs回复到其原始形状。
形状记忆聚合物 分类
形状记忆聚合物分类形状记忆聚合物（Shape memory polymer, SMP）是一种具有形状记忆和可复原性能的新型复合聚合物材料。
它由普通的聚合物和形状记忆效应引发剂混合而成，在改变形状后，可以在温度变化的作用下，自动回到原来的形状。
这种材料具有许多优点，如低成本、易于制造、可编程、可调节等，使得它在工业、航空航天、医药、汽车、消费者和运动用品等领域有着广泛的应用前景。
形状记忆聚合物有多种种类，根据结构的不同，可以将它们分为三大类：第一类是自释放式形状记忆聚合物，又称为自释放式SMP，它具有自释放的形状记忆效应，即两态之间的转换不需要外力的帮助，它可以自动完成形状的转换，是目前最常用的形状记忆聚合物。
第二类是可激活形状记忆聚合物，又称为可激活SMP，它需要外力（如温度、光、电磁等）才能触发形状记忆效应，可以较好地控制形状的变化，在某些应用领域有着重要的意义。
第三类是可逆形状记忆聚合物，又称为可逆SMP，它具有可逆的形状记忆效应，即两态之间的转换可以反复多次，可以多次地改变材料的形状，在某些应用中也有重要的意义。
形状记忆聚合物还可以分为非金属性SMP和金属性SMP，前者是典型的高分子材料，它的形状记忆效应是由温度的变化而触发的；后者是一种含有金属离子的复合聚合物，具有良好的耐腐蚀性，它的形状记忆效应是由可激活剂改变晶体结构而触发的。
此外，形状记忆聚合物还可以按照来源进行分类，其中包括生物形状记忆聚合物、人工合成形状记忆聚合物、基于晶体结构的形状记忆聚合物、基于热反应的形状记忆聚合物等。
生物形状记忆聚合物是一种基于生物分子结构的新型复合聚合物材料，它具有良好的可调节性和可复原性，主要用于医疗保健、生物传感器、军事装备等领域。
人工合成形状记忆聚合物是一种以小分子为主要组份，由人工合成方法制备出来的新型聚合物材料，具有良好的力学性能、外部环境耐受性以及可编程性等特点，主要用于航空航天、机器人技术、汽车工业等领域。
形状记忆聚合物
主持：乐羊
羊
形状记忆聚合物，是一种可通过外界条件（如热、电、光、化学感应等）的刺激恢复其初始形状的高分子材料，具有质轻价廉、便于制造加工、力学性能优异、生物相容性良好等特点。
/栏目责编：周伟琳、江枫/
1960年，美国科学家威廉•布勒在冶炼镍钛合金时发现，被折叠成手风琴形状的镍钛合金条被加热后，竟然恢复到最初的细条形状。
此后，被称为“形状记忆合金”的材料诞生了。
随着科学技术的发展，高分子材料和纳米材料等新材料不断涌现，形状记忆材料也不再局限于合金。
目前，具有形状记忆功能的聚合物已被制造出来，并被用于不同的领域中。
在生物医学领域，形状记忆聚合物被广泛应用于医疗器械、矫形固定和药物释放等方面。
如聚氨酯基形状记忆聚合物支架大大降低了患者的血管再次变窄的风险，被植入人体后，能够更好地与人体“兼容”。
在纺织领域，形状记忆聚合物被用于生产绝热织物、透气面料等纺织品。
如采用形状记忆钛镍合金纤维和合成纤维锦纶交织制出的衣物，拥有柔软的手感和良好的形状记忆性能，可根据穿戴者的实时状态及时调整衣物形态。
（本文根据“学习强国”学习平台登载的相关内容整编。
）
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光敏形状记忆聚合物
光敏形状记忆聚合物Photosensitive Shape Memory PolymerQin Ruifeng, Zhu Guangming, Du Zonggang, Zhou HaifengDeptpartment of Chemical Engineering, Northwestern Polytechnical University Xi’an *****)Abstract The advances in photosensitive polymer and its shape memory effects are reviewed. Thephotoisomerization reaction of the photosensitive polymer and some factors that influence the shape memoryeffects, such as: the type of the Chromophore Group(CG),the chain structure of the polymer, the content ofthe CG, the position of the CG and the phase state of the polymer, are introduced. A novel photosensitiveshape memory polymer, Liquid-Crystalline Elastomer is also introduced.Key words Shape memory polymer, Photoisomerization reaction, Chromophore group,Photosensitive shape memory polymer, Liquid-crystalline elastomer形状记忆聚合物(shape memory polymer)是一类新型功能高分子材料，是指能够感知环境变化的刺激，并响应这种变化，对其力学参数(如形状、位置、应变等)进行调整，从而回复到预先设定状态的高分子材料。
形状记忆聚合物的工作机制和制备方法总结
形状记忆聚合物的工作机制和制备方法总结形状记忆聚合物（Shape Memory Polymers，SMPs）是一类具有特殊功能的聚合物材料，其工作机制基于材料内部的结构转变和记忆效应。
本文对形状记忆聚合物的工作机制和制备方法进行总结。
工作机制形状记忆聚合物的工作机制基于两个主要过程：相变和弹性恢复。
相变是指材料在特定温度下经历结构转变，例如从固态到可塑性状态。
弹性恢复是指材料恢复其原始形状和尺寸的能力。
形状记忆聚合物主要分为两种类型：热敏型和光敏型。
热敏型SMPs的相变基于材料内部结构的重新排列，而光敏型SMPs则依赖于光照引发的光化学反应。
这些相变过程可以通过合适的温度或光照条件进行控制。
制备方法形状记忆聚合物的制备方法多种多样，常见的制备方法如下：1. 聚合法：通过聚合反应合成形状记忆聚合物。
可以采用单体聚合、共聚合等方法，根据所需特性选择不同的单体和反应条件。
2. 交联法：通过交联聚合将线性聚合物形成三维网络结构，提高材料的力学性能和形状记忆功能。
3. 混炼法：将形状记忆聚合物与其他材料混合，例如与纳米材料、填料等进行复合，以改善材料的性能和功能。
4. 添加物法：通过添加特定添加剂，如交联剂、溶剂、催化剂等，改变形状记忆聚合物的特性和性能。
以上是一些常见的形状记忆聚合物的制备方法，根据具体需求和应用场景的不同，还可以采用其他制备方法。
总结而言，形状记忆聚合物是一类具有特殊功能的聚合物材料，其工作机制基于相变和弹性恢复。
制备方法多种多样，包括聚合法、交联法、混炼法和添加物法等。
根据具体需求和应用场景的不同，选择合适的工作机制和制备方法，可以制备出功能优良的形状记忆聚合物材料。
形状记忆聚合物
形状记忆铆钉旳连接 易于脱卸旳形状记忆聚合物敷料
➢ 制备保暖透湿织物 形状记忆材 料都有一记忆触发温度Ttrig，当环 境温度低于Ttrig时，聚合物大分子 链段旳运动处于冻结状态，分子
链排列致密，阻止了热、气体等
旳传递，所以低温下具有良好旳 保暖性。当环境温度高于Ttrig时， 高分子链段解冻，其链间间隙明
T>Tg
or
T>Tm
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
Temporary length：L+L’
Fixing 固定
T<Tg or T<Tm
Fixed length：L+L’
Deformation
Recovering T>Tg or T>Tm
恢复
Recoverd length：L
形状记忆效应示意图
Tg Tm
Tf
temperature
结晶聚合物旳温度-形变曲线
3 共聚法
将两种不同转变温度（Tg或Tm）旳高分子材料聚合成嵌段 共聚物。因为一种分子中旳两种（或多种）组分不能完全相容 而造成了相旳分离，其中Tg（或Tm）低旳部分称为软段，Tg （或Tm）高旳部分称为硬段。经过共聚调整软段旳构造构成 、分子量以及软段旳含量来控制制品旳形变回复温度和回复应 力等，从而能够变化聚合物旳形状记忆功能。
SMP旳记忆过程
形状记忆聚合物 分类
热致感应型 电致感应型 光致感应型 化学感应型
SMP
SMP
SMP
SMP
➢ 具有形状记忆旳聚合物具有 两相构造，即由记忆初始形状旳 固定相和随温度变化能可逆地固 化和软化旳可逆相构成。固定相 一般为具有交联构造旳无定型区， 如辐射交联聚乙烯；也可是Tm或 Tg较高旳一相在低温时形成旳分 子缠结，如高分子量聚降冰片烯、 聚己内酯。
形状记忆聚合物 压电效应 热能回收
形状记忆聚合物是一种具有特殊结构的聚合物材料，能够在外界刺激下发生形状变化，并且在刺激消失后能够恢复原来的形状。
这种聚合物材料的特殊性质给人们的生活带来了许多应用前景，尤其是在压电效应和热能回收方面。
1. 形状记忆聚合物的原理及应用形状记忆聚合物通过在特定温度下进行形状预设，当受到外界刺激时，如温度、光线或电场等，可以实现形状的变化。
这种材料在医疗器械、纺织品、建筑材料等多个领域都有广泛的应用。
在药物输送方面，可以利用其形状记忆特性设计成可内置血管，并在受到体温刺激时自主扩张，实现药物的快速输送。
另外，在建筑领域，形状记忆聚合物也可以应用于自适应太阳能板的设计，根据光照强度自动调整面板形状，以最大化吸收太阳能。
2. 压电效应与形状记忆聚合物的联合应用除了形状记忆聚合物本身的特性外，其与压电效应的结合也具有很大的潜力。
压电效应是指某些晶体或陶瓷材料在受到外力作用时会产生电荷分离，从而产生电势差。
通过将形状记忆聚合物与压电材料相结合，可以实现在外界力的作用下产生电荷，从而实现能量的收集和转化。
一种采用形状记忆聚合物和压电材料混合制成的地板材料，可以在行走时产生微小的振动力，经过能量转化器转化为电能，用于照明或其他设备的供电。
3. 热能回收与形状记忆聚合物的结合应用另外，形状记忆聚合物还可以与热能回收技术相结合，实现热能的高效回收。
通过利用形状记忆聚合物在不同温度下的形状变化特性，可以设计出一种新型的热能回收装置。
当形状记忆聚合物在高温环境下发生形状变化时，可以将其释放的能量转化为电能或其他形式的能量，实现能量的回收利用。
这种应用潜力对于节能减排和可持续发展具有重要意义。
个人观点形状记忆聚合物的应用前景十分广阔，特别是与压电效应和热能回收技术的结合应用，可以实现能量的高效转化和回收，为未来可持续发展提供新的解决方案。
随着科学技术的不断进步，相信形状记忆聚合物及其相关技术将会在更多领域得到广泛应用，为人类社会带来更多便利和创新。
主要的形状记忆聚合物
主要的形状记忆聚合物
形状记忆聚合物（Shape Memory Polymer，简称SMP）是一种智能响应性材料，具有记忆和恢复初始形状的特性。
其主要应用领域包括医疗、纺织、机械和化工等。
SMP的材料特性包括：
1. 可恢复性：SMP在变形后能够在外部刺激下恢复到其初始形状。
2. 低密度：SMP相对于其他金属材料，具有较小的密度，有利于减轻结构重量。
3. 易加工：SMP加工性能良好，可以采用多种方法进行成型。
4. 形状转变温度可调：SMP的形状转变温度可以根据需要进行调整。
5. 良好的生物相容性：SMP在医疗领域具有广泛应用前景，因为它具有良好的生物相容性。
6. 智能响应：SMP可以根据外部环境条件（如温度、光照等）发生形状变化。
在我国，形状记忆聚合物研究取得了显著进展，包括构建本构方程、实验验证以及将其应用于医疗等领域。
例如，已有的研究项目中，新型形状记忆聚合物技术获得了美国药监局（FDA）的研究设备豁免（IDE），开始试验以确定其在选择性血管内动脉瘤修复术（Evar）中的安全性和有效性。
此外，形状记忆聚合物在智能制造领域也具有潜力。
例如，将SMP应用于机器人领域的驱动器，可以实现自适应变形，提高机器人的灵活性和适应性。
总之，形状记忆聚合物是一种具有广泛应用前景的创新材料，其特性包括可恢复性、低密度、易加工、形状转变温度可调、良好的生物相容性和智能响应等。
在我国，研究者正努力推动形状记忆聚合物技术的发展，并将其应用于医疗、智能制造等领域。
光致形状记忆材料
光致形状记忆材料1. 引言光致形状记忆材料（Photoinduced Shape Memory Materials，PSMM）是一类具有形状记忆效应的材料，其形状可以通过光照进行可逆调控。
相比传统的热致形状记忆材料，PSMM具有响应速度快、操作方便等优势，因此在智能材料领域具有广泛的应用前景。
本文将从材料的基本原理、制备方法、应用领域等方面对光致形状记忆材料进行详细介绍。
2. 基本原理光致形状记忆材料基于光敏材料和形状记忆材料的结合，通过光照引发材料的相变，从而实现形状记忆效应。
光照可以改变材料内部的结构和性质，进而导致材料形状的变化。
光致形状记忆材料通常由光敏分子和形状记忆聚合物组成。
光敏分子可以吸收特定波长的光，并产生光化学反应，从而改变材料的结构和性质。
形状记忆聚合物具有形状记忆效应，即在经历外力作用后，可以恢复到其原始形状。
基本原理可以简单描述为以下几个步骤：•光照：通过照射特定波长的光，激活光敏分子。
•光化学反应：光敏分子发生光化学反应，导致材料内部结构的改变。
•形状变化：材料的形状随着内部结构的改变而发生变化。
•形状记忆效应：当外力作用消失时，材料可以恢复到其原始形状。
3. 制备方法光致形状记忆材料的制备方法多种多样，常见的制备方法包括：3.1 光敏聚合物交联光致形状记忆材料可以通过光敏聚合物的交联反应制备而成。
首先，选择合适的光敏单体和交联剂，将其混合并加热至适当温度，使其发生光敏聚合反应。
光敏聚合物的交联结构赋予了材料形状记忆效应。
3.2 光致变色材料改性光致形状记忆材料还可以通过对光致变色材料的改性来实现。
光致变色材料是一类可以在光照下改变颜色的材料。
通过在光致变色材料中引入形状记忆聚合物，可以实现光致形状记忆效应。
3.3 其他制备方法除了上述两种方法，还可以利用纳米技术、溶液法、共聚合等方法制备光致形状记忆材料。
这些方法各有优劣，可以根据具体需求选择合适的制备方法。
4. 应用领域光致形状记忆材料具有广泛的应用领域，以下列举几个典型的应用领域：4.1 智能材料光致形状记忆材料可以应用于智能材料领域，例如智能玩具、智能家居等。
光触发自愈和形状记忆聚合物
光触发自愈和形状记忆聚合物在这篇综述中，我们强调了最近取得的进展，在光控制的自我修复和形状记忆聚合物。
我们分析了材料设计、机制和化学参与不同的方法，这两种新兴的光敏材料。
我们表明这2个看似不同的官能团的功能材料是由一些共同的方法使其光学控制，尤其是基于光热效应的方法和光控基团结合在聚合物结构的光化学反应。
可能的未来的发展和使用光作为一个独特的触发聚合物自愈和观点形状记忆还讨论。
1.介绍自愈合聚合物（站）和形状记忆聚合物（SMPS）是典型的“智能型”材料。
前者可以自己修复裂缝或裂缝，而后者可以从一个临时的永久形状恢复。
对于站，除了少数系统的自愈过程真正的自治，即以环境条件下的地方没有任何帮助，多数聚合物需要外部的刺激触发自我修复。
1–4开关电源，在任何情况下，刺激已被应用到激活形状恢复过程。
这是5–7像在许多类型的刺激响应性材料的情况下和刺激功能的特性和功能，光了越来越多地利用触发两站和开关电源上考虑到其独特的功能相比其他刺激。
8–12使用光触发摩尔最重要的优势—血管过程内部资料，（1）远程激活容易做到因为光可以长途旅行；（2）空间当光束控制的激活是可能的（通常是激光）将选定的区域；和（3）光触发过程可以暂停和恢复的'on-demand”转向关闭或打开激发光。
本文的主要目的不是只给一个在光触发站最近取得的进展的帐户开关电源。
通过讨论和分析材料的设计，机制和化学所涉及的不同方法，这两个看似不同类型的光响应材料，我们强调的联系和相似之处，我们强调的联系和相似之处在他们之间用常见方法使其功能的光学控制。
我们也提出我们的对不同范围的特性的意见方法迄今为止已知的和未来可能的发展光触发站和开关电源。
我们希望这一审查可能会提供一些有用的线索，激发新的研究在这些领域的努力并产生进一步的兴趣。
它是需要强调的是，本文只涉及站和开关电源由光控制。
2。
光引发聚合物自愈2.1一般考虑一般来说，在一个聚合材料或损坏它的表面，如形成和扩展的裂纹或骨折，涉及化学键的断裂或聚合物链。
一种光致形状记忆聚合物及其制备方法[发明专利]
![一种光致形状记忆聚合物及其制备方法[发明专利]](https://img.taocdn.com/s3/m/47b15cc70066f5335b812154.png)
专利名称：一种光致形状记忆聚合物及其制备方法专利类型：发明专利
发明人：吴林波,靳春丽
申请号：CN200910156931.X
申请日：20091224
公开号：CN101747486A
公开日：
20100623
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本发明公开了一种光致形状记忆聚合物及其制备方法。
它是含有N-取代肉桂酰胺光敏结构单元的热塑性聚氨酯类多嵌段共聚物，其软段的主转变温度不高于50℃；由N-二羟烷基肉桂酰胺光敏单体、α，ω-端羟基聚合物、小分子扩链剂与二异氰酸酯反应制得。
其结构性能易于调节，既可以是不降解的，也可以是可生物降解的，并具有良好的加工性，在外力作用和波长大于260纳米的紫外光照射下可获得临时形状，再在波长小于260纳米的紫外光照射下可恢复其起始形状。
它的光致形状记忆效应的激发可在室温下激发，没有温度依赖性，并可利用光纤等手段实现远程激发。
该制备方法简单可行，并具有通用性，有利于实现商品化。
申请人：浙江大学
地址：310027 浙江省杭州市浙大路38号
国籍：CN
代理机构：杭州求是专利事务所有限公司
代理人：张法高
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形状记忆聚合物的应用
形状记忆聚合物的应用
形状记忆聚合物是一种特殊的聚合物材料，它具有记忆形状的特性。
这种材料在受到外界刺激（如温度、湿度、光线等）时，能够自动恢复其原始形态，从而具有广泛的应用前景。
在医学领域，形状记忆聚合物可以用来制作支架等医疗器械。
当这些器械进入人体内部时，它们可以自动变形，适应受到器械的部位，从而提高手术效率和治疗效果。
此外，形状记忆聚合物还可以应用于智能材料领域。
例如，在建筑工程中，可以将这种材料用于制作可变形的构件，从而让建筑物能够自适应环境的变化。
在航空航天、汽车等领域，也可以使用形状记忆聚合物制造智能材料，提高产品的性能和安全性。
总之，形状记忆聚合物的应用前景十分广泛，未来还将有更多的领域采用这种材料，为人类的生产和生活带来更多的便利和创新。
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形状记忆聚合物的制备与有效性评估
形状记忆聚合物的制备与有效性评估形状记忆聚合物是一种特殊的聚合物，具备在温度或电场等外部条件共同作用下从既定形状恢复为初始形状的能力，因此被广泛应用于诸如智能材料、医疗、航空航天、电子等领域。
本文将讨论形状记忆聚合物的制备方法和有效性评估。
1. 形状记忆聚合物制备方法1.1 响应方式分级制备方法此种制备方法是将响应方式不同而初始形状相同的聚合物混合在一起进行共聚反应，从而制备出形状记忆聚合物。
该方法的优点是能够制备出不同响应方式的形状记忆聚合物，丰富形状记忆聚合物库存，为不同应用领域提供了宽泛选择。
1.2 光学刻蚀法此种方法是在有机聚合物的表面化学修饰后，采用光学刻蚀方式，通过环形光束来进行形状记忆聚合物形状的制备。
该方法的优点是制备简单，而且能制备出形状记忆聚合物的多种形态，但其困难在于精细的加工手段。
1.3 共价自组装法此方法是在有机聚合物的表面具有反应基团的前提下，通过反应偶联来制备形态记忆聚合物。
该方法因为能够制备出具有互相独立响应的形状记忆聚合物，越来越受到研究人员的青睐。
2. 形状记忆聚合物有效性评估2.1 电压-形状响应测试将形状记忆聚合物加热到崭新形状，然后通过给予电压来刺激其变形。
电压-形状响应测试可以评估形状记忆聚合物的回收速度、回复速度和重复性等指标。
2.2 循环响应测试循环响应测试是利用形状记忆聚合物在电或磁场刺激下可以变形和回复的特性，测试其中内部的分子运动，以了解形态记忆聚合物的机制和特性，并针对样品分别测试响应温度范围、回收率和形态弛豫等指标。
2.3 组织培养测试组织培养测试将形状记忆聚合物制作成支架，在细胞培养盘中进行细胞培养，通过对种种细胞相对形态的旋转和变形，来检测形状记忆聚合物的医疗类应用特性和有效性评估。
总的来说，形状记忆聚合物的制备和有效性评估是制作高质量形态记忆聚合物的关键步骤，目前研究人员对他的研究已初具规模，并且已经开始应用于生物医学、智能材料、水处理和光学器件等领域，未来有望取得更加广泛的应用。
形状记忆高分子聚合物
形状记忆高分子聚合物形状记忆高分子聚合物，听起来就像是科幻电影里的玩意儿，但其实它跟我们日常生活中有很多的联系，真的是个神奇的东西呢！想象一下，你有一件衣服，放久了竟然变形了，结果只要你把它放到热水里，它又恢复成原来的样子，简直就像变魔术一样。
这种神奇的能力可不是靠魔法，而是靠形状记忆高分子聚合物的“聪明才智”。
这种高分子聚合物就像一个不怕变化的小孩子，随时准备应对生活的各种挑战。
它们在特定条件下能改变形状，遇热就“醒过来”，恢复原状。
生活中有很多例子，比如医疗行业的支架和导管，它们在体内能够根据需要变化形状，简直就是救命的好帮手。
你说，这样的材料，不就是我们生活中的“千面小生”吗？再说说我们的日常用品，像是手机壳、运动鞋的材料，这些也常常用到了形状记忆高分子。
想想你那双跑步鞋，刚买来的时候，特别舒适，结果穿着穿着就变形了。
可是现在有了这些材料，鞋子可以随着你的脚型变化，瞬间舒适又合脚。
这种感觉，简直就像是给你的脚量身定做，绝对是“量体裁衣”的最佳典范。
说到这里，肯定有小伙伴要问，为什么这些高分子聚合物能这么厉害呢？其实它们的结构就像个复杂的网，里面有很多“小家伙”在默默工作。
这些“家伙”在温度变化时会发生排列变化，导致材料的形状跟着变化，简直就像是个小舞者，随时准备展示华丽的舞步。
你看看，这样的材料真的很有趣，不是吗？形状记忆高分子聚合物在生活中还有很多应用。
比如说，想象一下有一天你走在街上，突然下雨了，你的伞打开的那一瞬间，居然自己就能自动调整到最佳的角度，保护你不被淋湿，哇，这种感觉简直太爽了！生活中有这样的科技，真是让人觉得无比幸福。
形状记忆高分子聚合物在时尚界也越来越受欢迎。
设计师们喜欢把它们融入衣服和配饰中，制造出独特的效果，既时尚又实用。
你能想象吗？一件裙子能根据你的心情变换形状，那简直是“随心所欲”的梦想成真！让人爱不释手，穿上它就像是个行走的时尚潮流。
再加上这些材料的强度和韧性都非常不错，所以它们还被应用在航空航天等高端领域。
用形状记忆聚合物处理头发的方法
用形状记忆聚合物处理头发的方法
形状记忆聚合物是一种完全不同于传统化学发型产品的发型处理方法。
它不含任何影响发质的化学物质，完全不伤害头发，并且具有像机械形状记忆合金一样，在热量作用下能够将头发模造成任意形状的特性。
它可以轻松缔造出梳理整齐、造型立体的精美发型。
首先，头发需要洗干净，然后擦干根部的水分，接着在头发内外涂抹形状记忆聚合物，它更像是一种普通发膜，对于利用形状记忆聚合物处理头发的方法来说，这一步最关键。
将头发梳理整齐，当它安放好后，就可以使用加热器加热头发，加热时间一般为3-5分钟，加热完毕后，头发就可以保持好几小时，直至洗发时。
形状记忆聚合物处理头发的方法，不仅持久性很强，而且十分适宜于敏感的人群，不会对头发造成伤害，使用的也是无化学物质的产品，所以它是安全的、绿色的环保发型解决方案。
值得一提的是，只要头发上涂薄薄一层，几乎不会有人知道你涂了产品。
总之，形状记忆聚合物可以帮助我们创造出完美的发型，而且不损害头发，同时它还具有较高的持久性，绿色环保，安全实用，是现今流行发型处理的一种完美方案，受到消费者的欢迎和追捧。
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光敏形状记忆聚合物秦瑞丰朱光明*杜宗罡周海峰(西北工业大学化工系西安 710072)摘要综述了光敏形状记忆聚合物的研究进展。
主要关注了结构和形状记忆效应之间的关系。
光敏形状记忆聚合物的形状记忆效应主要与聚合物的链结构、生色团的种类、生色团的含量、生色团的位置及聚合物体系所处的相态等因素有关。
分别介绍了生色团位于聚合物侧链的光敏形状记忆聚合物、生色团位于主链的光敏形状记忆聚合物以及含生色团的有机小分子和聚合物经共混制得的光敏形状记忆聚合物体系。
另外还介绍了一种新的光敏形状记忆聚合物体系，液晶弹性体。
关键词形状记忆聚合物生色团光敏性形状记忆聚合物光异构化反应液晶弹性体Photosensitive Shape Memory PolymerQin Ruifeng, Zhu Guangming, Du Zonggang, Zhou Haifeng Deptpartment of Chemical Engineering, Northwestern Polytechnical University Xi’an 710072)Abstract The advances in photosensitive polymer and its shape memory effects are reviewed. The photoisomerization reaction of the photosensitive polymer and some factors that influence the shape memory effects, such as: the type of the Chromophore Group(CG),the chain structure of the polymer, the content of the CG, the position of the CG and the phase state of the polymer, are introduced. A novel photosensitive shape memory polymer, Liquid-Crystalline Elastomer is also introduced.Key words Shape memory polymer, Photoisomerization reaction, Chromophore group, Photosensitive shape memory polymer, Liquid-crystalline elastomer形状记忆聚合物[1](shape memory polymer)是一类新型功能高分子材料，是指能够感知环境变化的刺激，并响应这种变化，对其力学参数(如形状、位置、应变等)进行调整，从而回复到预先设定状态的高分子材料。
根据其实现记忆功能的条件不同，可分为温敏型、光敏型、电磁敏感型和酸碱度敏感型等多种类型。
光敏形状记忆聚合物(photosensitive shape memory polymer)是指宏观尺寸发生变化的光响应聚合物(photo-responsive polymer)。
具体表现为，在一定波长的光(通常为紫外线)照射下聚合物发生形变，停止照射后聚合物又可回复为初始形状[2]。
对固体试样而言，光致形状记忆过程通常表现为聚合物试样对光的照射产生可逆的收缩-膨胀行为，一般将固体试样的光致形状记忆效应称为光力学效应(photo-mechanical effect)。
光敏形状记忆聚合物的记忆效应属于双程记忆，因此，其在光开关、分子传感器、光机械执行器等方面都具有潜在的应用价值，目前已经引起了人们的广泛关注。
1 光敏形状记忆聚合物的种类秦瑞丰男，24岁，硕士生，现从事功能高分子的研究。
*联系人光敏形状记忆聚合物的形状记忆效应一般通过引入光致变色基团(photochromic groups)来实现，所用的生色团主要有偶氮苯类和螺吡喃类。
一般认为，生色团发生的可逆光化学反应是产生光响应效应的根本原因。
这类光化学反应主要是可逆光异构化反应，即分子结构随着辐照光波长的可逆改变而发生可逆变化。
伴随着可逆异构化反应，聚合物的构象、偶极矩会发生可逆变化，这就会引起宏观尺寸的可逆变化。
记忆过程可表示为：L L ±∆L制备光敏形状记忆聚合物的方式可分为两种：一是将生色团直接引入到聚合物的侧链或主链上；二是将聚合物和含生色团的有机小分子进行掺杂，得到光敏聚合物体系。
另外，液晶弹性体是最近发现的一种光敏形状记忆聚合物体系，也值得关注。
1.1 生色团位于侧链的光敏形状记忆聚合物这类聚合物的光响应特性主要与骨架结构、生色团的种类、生色团的含量等因素有关。
其中两类典型的生色团是螺吡喃类和偶氮苯类生色团。
偶氮苯基团在紫外光照射下，可从稳定的反式(trans -)结构转变为较不稳定的顺式(cis -)结构。
停止照射后，发生逆向反应，顺式结构又可转变为反式结构，可见光(λ>400nm)的照射会加速逆向反应的进行。
光异构化反应发生时结构的变化一般通过测定试样在异构化反应前后的紫外可见吸收光谱的变化来反映。
紫外光源一般采用一定功率的汞灯，通过使用滤波镜获得一定波长的紫外光对试样进行照射。
为了排除热效应的影响，试样一般置于恒温体系中。
在紫外光照射以前，试样要置于黑暗中一段时间消色。
为了揭示光敏性形状记忆的机理，有研究者选取了较简单的单分子膜作为研究对象。
Seki 等[3~6]在这方面做了大量的工作，他们研究了含有偶氮苯侧链的聚乙烯醇(PV A)单分子膜6Az10-PV A ，结构如图1所示。
500图1 6Az10-PV A 的分子结构图[3]Fig.1 The chemical structure of 6Az10-PV A [3]这种位于水面上的单分子膜经紫外光(365nm)照射和可见光(436nm)照射，会表现出面积的膨胀和收缩，最大膨胀幅度可达3倍，是目前为止已报道的此类聚合物面积改变的最大幅度。
其中响应时间与初始面积有关，随着初始面积的扩大，响应时间也相应变长。
变形的机理被认为是：紫外光照射引起的光异构化反应使偶氮苯基团的偶极矩由0.5D变为 3.1D，聚合物的极性增加，使水表面和聚合物产生吸引力，从而引起面积膨胀。
再经可见光照射时，发生可逆的过程，引起面积收缩。
这种行为可示意为图2。
图2位于水表面的6Az10-PV A单分子膜的光致变形示意图[6]Fig.2 Schematic representation of photoinduced deformation of 6Az10-PV A monolayer on a water surface[6]在PV A侧链引入极性基团会影响光异构化反应，比如侧链带有极性基团的6Az10-PAA(6Az10-PV A侧链上的烃基被-CH2NH3+Cl-取代)与6Az10-PV A相比，表现为面积改变幅度发生变化，响应时间缩短。
Seki等还发现，置于云母表面的6Az10-PV A单分子膜也可表现出光致面积可逆变化。
云母表面的湿度对该种变化有重大影响，只有当湿度达到一定值时，才可表现出光致面积变化。
若使用表面干燥的云母，光的照射不会带来面积的明显变化。
当石英表面相对湿度为30%～40%时，用紫外光(λ=365nm，4.5mW/cm2)照射试样7h后，该单分子膜表现出明显的膨胀，其网络结构的宽度由大约100nm变为200nm以上，照射后的试样再置于高湿度的黑暗环境中，经4d 又可恢复到其初始状态。
侧链长度不同，光照引起的形状(面积)变化速率和变化幅度不同。
用紫外光照射6Az-PV A 时，在试样的相对面积(A/A0)和照射时间关系图中，侧链亚甲基数目n=5和10的试样对应的面积和照射时间关系曲线呈S型，即最初随着照射时间的增加，相对面积变化缓慢，然后进入快速增长期，最后进入平稳区，相对面积基本不随时间改变。
而n=1的试样对应图基本为一条直线[6]。
在n＝1、5、10时，随着侧链长度的增加，面积变化幅度也增加。
Eisenbach等[7]用偶氮苯类生色体作为交联剂，制备了交联的聚丙烯酸乙酯(其结构如图3所示)，并研究了它们的光致形状记忆效应。
室温时，这种弹性膜在恒定负载下，经紫外光(λ=365nm)照射后产生收缩，长度缩短。
再改变照射光波长，用λ=436nm的可见光照射，弹性膜的长度产生部分回复，只有停止光照，长度才可以完全回复到其初始值，此过程可以重复多次。
但这个体系产生的光致形状记忆效应较小，一般为0.15%～0.25%。
Matejka等[8]也在交联光致变色聚合物体系中观察到了光致形状记忆效应，光致形状记忆效应随生色团含量的增加而提高，含有5.4(mol)%偶氮基团的试样光照后收缩率大约为1%。
图3交联的聚丙烯酯的结构图[7]Fig.3 The structure of poly(ethyl acrylate) network with azo-aromatic crosslinks[7]1.2 生色团位于主链的光敏形状记忆聚合物相比于生色团位于侧链的光敏形状记忆聚合物，生色团位于主链的光敏形状记忆聚合物较难制备，研究得也相对较少。
当处于溶液中时[9]，生色团位于主链的聚合物也可以发生可逆的光异构化反应，但是只有一部分生色团发生异构化反应。
当处于固态时仅有很少部分生色团发生可逆异构化反应，而且光异构化反应的速率很低。
另外，主链共轭度是影响光异构化反应的重要因素[10]。
若主链上含有的生色团产生大的π共轭体系，就会表现出聚合物相对于生色团单体的吸收峰“红移现象”，即最大吸收峰向可见光区域移动。
当最大吸收峰移至可见光区域内时，紫外光照射就不再会引起明显的光异构化反应。
因而要使光异构化反应发生，其最大吸收峰必须位于紫外光区内。
对于生色团位于主链的光敏形状记忆聚合物，其形状记忆效应由异构化反应而引起，异构化反应发生的程度决定了其形状记忆效应的大小。
该类聚合物的形状记忆效应较小，如由4，4-二氨基偶氮苯和均苯四甲酸酐缩合得到的含偶氮苯的聚酰亚胺制成的膜在紫外光照期间应力随时间而增加，在恒应力、200℃时收缩0.6%。
Blair等[11]发现结构如图4所示的聚合物体系在固态时均可表现出光致形状记忆效应。
他们观察到尺寸为 6.0cm×1.5cm×33µm的试样光照后最大的应力变化是17N/cm2，他们认为仅有少量的光响应基团参与了引起光致形状记忆效应的反应。
图4 Blair 等所用聚合物体系的分子结构图[11]Fig.4 The chemical structure of azo-polyamides used by Blair [11]1.3 生色团小分子和聚合物经共混制得的光敏形状记忆聚合物体系这类聚合物体系的共混方法可分为物理共混和化学共混，所使用的有机小分子主要有螺吡喃类和偶氮苯类。