形状记忆聚合物 分类
形状记忆智能材料
形状记忆智能材料智能材料结构又称机敏结构(Smart/Intelligent Materials and Structures)，泛指将传感元件、驱动元件以及有关的信号处理和控制电路集成在材料结构中，通过机、热、光、化、电、磁等激励和控制，不仅具有承受载荷的能力，而且具有识别、分析、处理及控制等多种功能，能进行自诊断、自适应、自学习、自修复的材料结构。
智能材料结构是一门交叉的前沿学科，所涉及的专业领域非常广泛。
智能材料可以分为形状改变材料（SCM）和形状记忆材料（SMM）两类。
SCM本身就是一个开关，在外部刺激的作用下，它陪伴着临时转换机制，即当移除外部触发器（刺激）时，转换后的实体便回到其原始形状。
相反，SMM会适应触发的形状或临时形状，除非另一个触发器将变化推回其原始形式，并且材料能够追踪在刺激作用下自身经历的转换路径。
具有形状记忆特性的材料分为形状记忆水凝胶（SMH）、形状记忆陶瓷（SMC）、形状记忆合金（SMA）、形状记忆复合材料（SMC）和聚合物（SMP），其中SMP是研究最多的类别。
1、形状记忆聚合物（SMP）SMP是一组可以在有外部刺激（例如热或光）的情况下保持临时形状并恢复其初始形状的聚合物。
由于其相对高的模量和刺激响应速度，形状记忆聚合物是最广泛使用的活性材料。
对于SMP实现形状转移行为，它需要一个编程步骤和一个恢复步骤。
在编程步骤中，SMP首先在高于转变温度（Tt）的温度下变形（对于半结晶聚合物，其熔化温度为Tm，对于无定形聚合物的玻璃化转变温度为Tg），然后冷却至Tt 以下，SMP以变形形状编程（或固定）。
通过恢复步骤实现形状转变，在恢复步骤中，SMP被加热到高于Tt的温度，并且由于熵弹性，SMP恢复到其原始形状。
为了更好地协助SMP在4D打印领域的应用，应该通过适当的理论模型很好地描述上述形状记忆（SM）行为。
在SMP现有模型中，基于热粘弹性模型和基于相位演变的模型已被广泛采用。
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。
光敏形状记忆聚合物
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。
形状记忆型高分子原理和制备方法总结
1、形状记忆高分子定义形状记忆高分子（形状记忆高分子（Shape Memory Polymer Shape Memory Polymer Shape Memory Polymer））SMP 材料是指具有初始形状的制品，在一定的条件下改变其初始形状并固定后在一定的条件下改变其初始形状并固定后,,通过外界条件（如热、光、电、化学感应）等的刺激，又可恢复其初始形状的高分子材料。
2、记忆的过程SMP 记忆过程主要描述如下的循环过程： 2.1引发形状记忆效应的外部环境因素：物理因素：热能，光能，电能和声能等。
化学因素：酸碱度，螯合反应和相转变反应等。
2.2 状记忆高分子分类故根据记忆响应机理，形状记忆高分子可以分为以下几类故根据记忆响应机理，形状记忆高分子可以分为以下几类: :1）热致感应型SMP2）光致感应型SMP3）电致感应型SMP4）化学感应型SMP3、高分子的形状记忆过程和原理3.1形状记忆聚合物的相结构3.2产生记忆效应的内在原因需要从结构上进行分析。
由于柔性高分子材料的长链结构，分子链的长度与直径相差十分悬殊，直径相差十分悬殊，柔软而易于互相缠结，柔软而易于互相缠结，柔软而易于互相缠结，而且每个分子链的长短不一，而且每个分子链的长短不一，而且每个分子链的长短不一，要形成要形成规整的完全晶体结构是很困难的。
这些结构特点就决定了大多数高聚物的宏观结构均是结晶和无定形两种状态的共存体系。
如PE PE，，PVC 等。
高聚物未经交联时，一旦加热温度超过其结晶熔点，就表现为暂时的流动性质，观察不出记忆特性；高聚物经交联后，原来的线性结构变成三维网状结构，性结构变成三维网状结构，加热到其熔点以上是，加热到其熔点以上是，加热到其熔点以上是，不再熔化，不再熔化，不再熔化，而是在很宽的温度而是在很宽的温度范围内表现出弹性体的性质，如下图所示。
范围内表现出弹性体的性质，如下图所示。
3.3 形状记忆过程4、热致感应型形状记忆高分子定义：在室温以上一定温度变形并能在室温固定形变且长期存放，当再升温至某一特定响应温度时，能很快恢复初始形状的聚合物。
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。
形状记忆聚合物的研究进展
合金和陶瓷相比， 形状记忆聚合物不仅变形量大 、 赋 形 容易 、 形状 响应 温 度便 于调 整 ， 且 具 有保 温 、 而 绝 缘 性 能 好 、 锈 蚀 、 着 色 、 印 刷 、 轻 价 廉 等 优 不 易 可 质
形状 记 忆 聚合 物 （ ｈｐ ｍ ｒ Ｐｌｍ ｒ 简称 ＳａｅＭｅ ｏ ｏ ｅ， ｙ ｙ Ｓ Ｐ 是一类 新型 功能 高分子 材料 ， Ｍ ） 与形 状记 忆 金 属
的形 状 。 根 据 其 回 复 原 理 又 可 分 为 ： 致 感 应 型 热 Ｓ 、 ＭＰ 光致 感 应 型 Ｓ ＭＰ和 ｐ Ｈ值 感 应 型 Ｓ ＭＰ等 ， 目前 研 究 最 多 并 投 入 使 用 的 主 要 是 热 致 感 应 型 Ｓ ， ＭＰ 由于 其形 变 采 用 温 度 控 制 ， 用 简便 ， 使 因此 对
ｏ ｙ ｅ ｎ ｘ ｅ ａｕ ｔｏ ｆｆａ ｍａ ｉｉｙ ｆｒ ｚｎ ｙ ｒ ｘ ｘ ｇ ｎ ｉｄｅ ｖ ｌａｉ ｎ ｏ ｍ ｌ ｂｌｔ ｏ ｉｃ ｈ ｄ ｏ —
ｅ ｃ ｆｎｏ ｅ ｉ ｃ ｈ ｄ ｏ ｙ ｔ ｎ ｔ — ｃ ａ ｅ ｌ ｒ ｎ ｔ ｅ ｎ ｅ ｏ ｖ ｌｚｎ ｙ ｒ ｘ ｓａｎ ａｅ ｏ ｔｄ ｆ ｌ ｓｏ ｈ ｉ ｅ
点， 目前 已应 用在 许多 领域 ， 尤其 在 医疗 和 １ ３常用 品
方面 。
形 状 记忆 聚合 物是 刺 激 响应 型 材料 ， 够 感 知 能 环境 变化 （ 温 度 、 、 、 剂 等 ） 如 光 电 溶 的刺 激 ， 做 出 并 响应 ， 对其 状态参 数 进行调 整 ， 而恢 复到 预先 设定 从
形状记忆聚合物及其多功能复合材料
形状记忆聚合物及其多功能复合材料形状记忆聚合物及其多功能复合材料形状记忆聚合物（shape memory polymers，SMPs）是一种聚合物材料，具有特殊的自修复能力和形状记忆特性。
SMPs的基本特征是具有两种形态：一种是高温下的一种形态，是低弹性模量和高分子链密度的形态；另一种是低温下的一种形态，是高弹性模量和低分子链密度的形态。
SMPs的自修复能力是指在破坏或变形后，该材料可以通过热处理或其他方式恢复原来的形状和性能。
这种自修复能力使得SMPs在医学和航空航天等领域具有广泛的应用前景。
例如，SMPs可以用作医学中的生物医学材料，如微型支架、人工骨骼等，也可以用于制作机器人或机械手等。
SMPs的形状记忆特性是指该材料可以在一定的温度范围内，从一种形态转变为另一种形态，然后随着温度的变化再次恢复原来的形状。
这种形状记忆特性使得SMPs在多种领域具有重要的应用。
例如，SMPs可以用于制作自适应材料，在不同的环境中改变形状，在安全和保护等方面具有良好的应用前景。
在多功能复合材料中，SMPs可以与其他材料相结合，形成一种多功能的复合材料。
这种复合材料具有SMPs的形状记忆特性和其他材料的特点，如导电性、抗菌性和阻燃性等。
例如，SMPs可以与碳纤维相结合，形成一种具有形状记忆特性的复合材料，具有先进的机械性能和良好的导电性能，可以用于制作太空船的结构材料。
总之，形状记忆聚合物及其多功能复合材料在医学、航空航天等领域具有广泛的应用前景。
随着科技的发展和应用的不断推广，形状记忆聚合物及其复合材料将会更加完善和多样化，为我们的生活带来更多的便利和创新。
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。
聚合物材料中的形状记忆性能研究
聚合物材料中的形状记忆性能研究聚合物材料是一类在工业和科学领域中得到广泛应用的材料。
在这些材料中，形状记忆性能是一种非常重要的属性。
形状记忆性能使得聚合物能够在受到外界刺激时改变自身的形状，并且能够在刺激消失后恢复原来的形状。
这种独特的性能为许多应用领域带来了新的机会。
形状记忆材料最早是在20世纪60年代由苏联科学家首次发现并研究的。
他们发现一些聚合物在受到温度或应力刺激后，可以从一个畸形的形状恢复到其原始的形状。
这种性能的发现引起了科学界的广泛兴趣，并在之后的几十年中进行了广泛的研究和应用。
形状记忆材料的实现主要依靠两种策略：热致形状记忆和应力致形状记忆。
热致形状记忆是指通过加热或降温来实现形状转变。
在热致形状记忆材料中，通过控制材料的相变温度和相变过程来实现不同形状的转变。
应力致形状记忆是指通过施加外力来实现形状转变。
在应力致形状记忆材料中，施加外力可以改变材料的形状，而在力消失后，材料会恢复到原始形状。
聚合物材料中的形状记忆性能研究主要涉及到材料的合成、结构和性能的表征以及形状转变机理的研究。
合成方法的选择可以对材料的形状记忆性能产生重要影响。
通过控制聚合物的化学结构和物理结构，可以调节其形状记忆性能。
例如，通过改变聚合物的交联度和交联结构，可以改变材料的形状记忆温度和形状记忆速度。
此外，还可以通过引入其他功能性单体或纳米颗粒来改变材料的形状记忆性能。
对聚合物材料中形状记忆性能的研究还应包括对其结构和性能的表征。
例如，通过扫描电子显微镜和透射电子显微镜等技术，可以观察到材料的微观结构和形状记忆效应的机理。
热分析技术如热重分析和差示扫描量热分析可以用来研究材料的热性能。
力学性能的测试可以用来评估材料的形状记忆性能和强度。
这些表征方法的应用可以帮助研究人员深入了解材料的性能和行为。
形状转变机理的研究也是聚合物材料中的一个重要研究方向。
形状记忆性能的实现涉及到聚合物材料的分子结构和相变过程。
通过研究聚合物的相变过程和分子结构，可以帮助科学家理解形状记忆性能的本质和机制。
生物医用形状记忆高分子材料
生物医用形状记忆高分子材料摘要：形状记忆聚合物作为一种智能材料，已经在生物医用领域显示出了巨大的应用前景。
基于形状记忆聚合物材料的原理，组成和结构可以设计兼具生物降解性、生物相容性等多种功能的新型智能材料。
本文综述了三种典型的生物降解性形状记忆聚合物材料(聚乳酸、聚己内酯、聚氨酯)的发展，从结构上对三种形状记忆聚合物进行了分类讨论，详细分析了不同种类聚合物形状记忆的机理、形状变化的固定率和回复率、回复速率等，并介绍了一些形状记忆聚合物材料在生物医学中的应用。
最后对医用形状记忆聚合物未来发展进行了展望：双程形状记忆聚合物及体温转变形状记忆材料将会受到研究者的重点关注。
关键词：生物医用；形状记忆聚合物；聚乳酸；聚己内酯；聚氨酯形状记忆聚合物(shape memory polymers)是一类具有刺激-响应的新型智能高分子材料，其能感知外界环境变化，并对外界刺激做出响应，从而自发调节自身状态参数恢复到预先设计的状态[1]。
兼具生物相容性和生物降解性的SMPs已经在微创外科手术[2,3]、血管支架[4,5]、骨组织的固定[6,7]、可控药物缓释[8,9]、血栓移除[10]中得到了应用。
本文详细讨论了聚乳酸基、聚己内酯基和聚氨酯基三种最常见的生物降解形状记忆聚合物的研究状况。
1 聚乳酸基形状记忆聚合物聚乳酸类材料是一种典型的生物医用材料，具有良好的生物相容性和生物降解性，小分子降解产物能通过体内代谢排出体外[11]。
按照形状记忆聚乳酸的分子结构可将其分为聚乳酸共聚物，聚乳酸共混物和聚乳酸基复合材料三类。
1.1 聚乳酸共聚物纯的聚乳酸材料脆而硬，亲水性差，强度高但其韧性较差，极大地限制了其在生物医学领域中的应用[12]。
在聚乳酸基体中引入第二单体形成聚乳酸基共聚物，能显著地改善其性能。
通过调节PLA与其他单体的比例，可以得到韧性好、降解速率可调，力学性能优异的共聚形状记忆聚乳酸材料[13,14]。
聚己内酯(PCL)[15-17]和聚乙醇酸(PGA)[18]是聚乳酸基形状记忆聚合物常用共聚单元，此外对二氧环酮[19,20]，乙交酯[19]与PLA的共聚物也能表现出形状记忆性能。
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。
形状记忆材料
形状记忆材料摘要：材料是现代社会发展的三大支柱产业之一，本文介绍了形状记忆材料的概念，发展历史，记忆效应产生的原理和分类应用。
形状记忆材料主要分为三种：形状记忆合金、形状记忆陶瓷、形状记忆聚合物。
由于形状记忆效应的独特记忆效应的性质，广泛的应用于工业领域和医学领域。
关键词：形状记忆材料、记忆效应、形状记忆合金、形状记忆陶瓷、形状记忆聚合物一．引言材料、信息、能源被称为现代社会发展的三大支柱产业，材料对当代社会的进步和发展起着十分重要的作用。
科技的不断进步对材料各个方面的性能的要求越来越高，智能化的材料已经成为一种趋势，而形状记忆材料的更是引起了国内外的研究热潮。
自上个世纪以来，形状记忆材料独特的性能引起了人们的极大的兴趣。
由于形状记忆材料具有形状记忆效应、高温复形变、良好的抗震性和适应性等优异性能，有着传统驱动器不可比拟的性能优点，形状记忆合金由于具有许多优异的性能，而广泛应用于航空航天、机械电子、生物医疗、桥梁建筑、汽车工业及日常生活等多个领域。
二．形状记忆材料的概念形状记忆材料[1]（shape memory materials ，简称SMM）是指具有一定初始形状的材料经过形变并固定成另一种形状后，通过热、光、电等物理或化学刺激处理又恢复成初始形状的材料。
三．形状记忆材料的发展史1932年，瑞典人奥兰德在金镉合金中首次观察到了“记忆”效应，即合金形状被改变之后，一旦加热到一定的跃变温度时，它又可以魔术般的回到原来的形状，人们把具有这种特殊功能的合金称为形状记忆合金。
1938，当时的美国在Cu-Zn合金里发现了马氏体的热弹件转变，随后前诉苏联对这种行为进行了研究。
1951年美国的里德等人在金镉合金中也发现了形状记忆效应，然而在当时，这些现象的发现只被看作是个别材料的特殊现象而未能引起人们的足够兴趣和重视。
直到1962年，美国海军机械研究所的一个研究小组从仓库领来一些镍钛合金丝做实验。
在实验的过程中，他们发现，当温度升到一定数值时，这些已经拉直的镍钛合金丝突然又恢复到原来的弯曲状态，他们反复做了多次实验，结果证明了这些细丝确实具有“记忆”。
形状记忆聚合物及其在生物医学工程中的应用
形状记忆聚合物及其在生物医学工程中的应用3朱光明1△综述 刘忠让2审校1(西北工业大学应用化学系,西安710072)2(陕西正源科技发展公司,西安710052) 摘要 介绍了形状记忆聚合物的最新研究进展,从结构角度分析和探讨了聚合物产生形状记忆效应的原理,并对聚氨酯、交联聚酯、聚合物凝胶等形状记忆高分子材料的特性及其在生物医学工程领域的应用进行了介绍和评价。
关键词 形状记忆聚合物 聚氨酯 聚己内酯 聚乳酸Shape-m em ory Poly m ers for B iom ed ica l Eng i neer i ng Appl ica tion sZhu Guang m i ng1∃ L iu Zhongrang21(D ep a rt.of A pp lied Che m.,N orthw est P oly tech.U n iv.X i’an 710072,Ch ina)2(S haanx i Z hengy uan T echnology D evelopm en t L td.X i’an 710052,Ch ina) Abstract T he latest p rogress in shape2m emo ry po lym er fo r bi om edical engineering app licati ons w as summ arized in th is paper.T he m echanis m responsible fo r shape m emo ry effect w as analyzed in reference to the po lym er structure.A lso introduced and review ed w ere the characteristics of som e shape2m emo ry po lym ers (po lyurethane po lycap ro lactone and po lylactide)and their app licati ons in m edical engineering.Key words Shape2m emo ry po lym er Po lyurethane Po lycap ro lactone Po lylactide1 前 言形状记忆材料是指能够感知并响应环境变化(如温度、力、电磁、溶剂等)的刺激,对其状态参数(如形状、位置、应变等)进行调整,从而回复到其预先设定状态的材料。
形状记忆材料概述
形状记忆材料概述作者：向雨王超杨露来源：《消费导刊》2018年第13期摘要：形状记忆材料作为智能材料的一个分支，具有YF多优异性能，如形状记忆效应、高的回复形变或伪弹性、优良的抗震性和适应性等。
对于纺织领域，形状记忆材料主要应用于功能性方面和美学方面。
关键词：形状记忆聚合物功能性美学一、形状记忆材料的概念形状记忆材料（Shape Memory Materials，简称SMM）是一种很重要的智能材料，其特点是具有一定初始形状，经过形变并固定成另一种形状后，能够感知特定外界条件的变化（如温度、化学、力、光、磁或电等外界刺激），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，从而能够回复到初始状态。
二、形状记忆材料的分类形状记忆材料一般可分成形状记忆合金、形状记忆陶瓷和形状记忆聚合物三大类。
自从发现Ni-Ti合金等形状记忆合金以来，形状记忆材料因其独特的功能备受关注并得到了极大的发展。
形状记忆合金（Shape Memory Alloys，简称SMA）是通过热弹性与马氏体相变及其逆变而具有形状记忆效应的由两种及以上金属元素所构成的材料。
形状记忆合金是目前形状记忆材料中记忆性能最好的材料，现在已发现10系列50多种，包括Cu-AI-Ti合金和Fe-Ni-Mn合金等。
形状记忆合金的特点是相态转变温度较高，形变量不大，形变-回复具有双重性，另外有些合金还会显示超弹性，有些形状记忆合金经过特殊热处理，还能显示二维形状记忆特性。
形状记忆聚合物（Shape Memory Polymers，简写SMP）或称形状记忆高分子，由固定相或称硬相（hard domain）和软化-硬化可逆相或称软相（soft domain）构成，通过可逆相的可逆变化而具有形状记忆效应。
形状记忆聚合物主要包括聚降冰片烯、反式1，4-聚异戊二烯、苯乙烯-丁二烯共聚物、交联聚乙烯、聚氨酯以及含氟高聚物、聚内酯、亲水凝胶等。
从广义上讲，有些陶瓷也具有形状记忆特性，目前在陶瓷系统中已发现有两种机制产生的形状记忆效应：一种是粘弹性机制导致的形状回复；另一种是和金属合金中相类似的与马氏体相变及其逆相变有关的形状记忆。
形状记忆聚合物研究报告
形状记忆聚合物研究报告研究报告摘要：形状记忆聚合物是一类具有特殊性能的聚合物材料，其可以通过外界刺激改变形状，并在去除刺激后恢复原状。
本研究报告旨在综述形状记忆聚合物的研究进展，包括其原理、合成方法、应用领域以及未来发展方向。
通过对相关文献的整理和分析，我们发现形状记忆聚合物在医学、智能材料以及微纳技术等领域具有广泛的应用前景。
1. 引言形状记忆聚合物是一类具有形状记忆效应的聚合物材料，其可以通过外界刺激（如温度、湿度、光照等）改变形状，并在去除刺激后恢复原状。
这种材料具有诸多优点，如高度可控性、可重复性和快速响应等，因此在科学研究和工程应用中引起了广泛的关注。
2. 形状记忆聚合物的原理形状记忆聚合物的形状记忆效应源于其特殊的化学结构和物理性质。
一般来说，形状记忆聚合物由两种或多种不同的聚合物组成，其中一种聚合物具有高交联度和固态形状记忆效应，而另一种聚合物则具有低交联度和可逆形状记忆效应。
通过调控这两种聚合物的相互作用，可以实现形状记忆效应的控制和调节。
3. 形状记忆聚合物的合成方法形状记忆聚合物的合成方法多种多样，常见的包括热交联法、化学交联法、自组装法等。
其中，热交联法是最常用的方法之一，通过在高温下对聚合物进行交联，可以得到具有形状记忆效应的材料。
此外，化学交联法和自组装法也具有一定的应用潜力，可以实现形状记忆聚合物的定制化合成。
4. 形状记忆聚合物的应用领域形状记忆聚合物在医学、智能材料以及微纳技术等领域具有广泛的应用前景。
在医学领域，形状记忆聚合物可以用于制备可缩小的医疗器械，如血管支架和封堵器等，以实现微创手术和精确治疗。
在智能材料领域，形状记忆聚合物可以用于制备可调节形状和功能的材料，如智能纺织品和可变形电子器件等。
在微纳技术领域，形状记忆聚合物可以用于制备微纳结构和微纳机械，如微流控芯片和微机械臂等，以实现微纳尺度的操作和控制。
5. 形状记忆聚合物的未来发展方向形状记忆聚合物作为一种新兴的材料，其研究和应用仍处于起步阶段，尚存在许多挑战和机遇。
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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。
基于晶体结构的形状记忆聚合物是利用聚合物和金属离子混合而成的新型复合聚合物材料，它具有良好的热稳定性和导电性，主要用于电子元件、超级电容器、高性能压敏电阻等领域。
基于热反应的形状记忆聚合物是指利用热反应来改变其形状的新型聚合物材料，它具有热反应速度快、形状改变可控等优点，主要用于医疗器械、机器人技术等领域。
总之，形状记忆聚合物的分类可以根据结构特性、热反应机理和来源等方面进行分类，具体分类方式及其应用领域可以根据具体情况进行分析。