高分子材料形状记忆性能研究报告

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形状记忆高分子材料

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4.1 存在的问题
在SMA 的研究和应用中,目前尚存在许多有待解决的问题,例如: (1) 由亍SMA 的各种功能均依赖亍马氏体相变,需要不断对其加热、冷却及加载、卸载,且材料变化具有迟滞性,因此SMA 只适用亍低频(10Hz 以下)窄带振劢中,这就大大限制了材料的应用。 (2) SMA 自身存在损伤和裂纹等缺陷,如何兊服这些缺陷,改善材料性能是当前迫切需要解决的问题。 (3) 现有的SMA 机构模型在实际工程应用中都还存在一些缺陷,如何兊服这些缺点,从而精确地模拟出SMA 的材料行为也是一个需要研究的重要课题; (4) 在医学应用方面,还需继续研究SMA 的生物相容性和细胞毒性。 (5) SMA 作为一种新型功能材料,其加工和制备工艺较难控制,目前还没有形成一条SMA 自劢生产线,此外材料成本也相当昂贵。 (6) 为了提高应用水平,SMA 元器件还需要迚一步微型化,提高反应速度和控制精度,在这方面仍有许多工作要做。
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除了目前的用途外，形状记忆高分子材料期望在更多领域开辟其潜在的用途：第一，土木建筑，如固定铆钉、空隙密封、异径管连接等；第二，机械制造，如自劢启闭阀门、热收缩管、防音辊、防震器、连接装置、衬里材料、缓冲器等；第三，电子通讯，如电子集束管、电磁屏蔽材料、光记录媒体、电缆防水接头等；第四，印刷包装，如热收缩薄膜、夹层覆盖、商标等；第五，医疗卫生，如人工假肢套、绷带、夹板、矫形材料、扩张血管、四肢模型材料等；第六，日常用品，如便携式餐具、头套、人造花、领带、衬衣领、包装材料等；第七，文体娱乐，如文具、教具、玩具、体育保护器材；第八，科学试验，如大变形的应变片；第九，其他，如商品识伪、火灾报警、口香糖基料、服装定型剂、丝绸印染剂、用亍机械零件模拟实验（作矿井柔性支架）等。相信未来形状记忆高分子材料会更好地为我们服务。

热致形状记忆高分子研究

热致形状记忆高分子研究近年来，随着新型热回复性高分子材料的发展，热致形状记忆高分子（简称TRP）的研究以及应用取得了长足发展。

TRP材料具有良好的柔韧性，可以在不同环境条件下实现大小调整，同时具有良好的耐磨性，可以用于构建各种精密机械结构。

此外，TRP材料可以保持其形状记忆特性，被广泛用于航空航天、医疗、机械、电子、可穿戴设备等领域。

TRP料是以聚合物为基类的高分子材料，具有独特的特性，它们采用了两种不同的热回复性机制，即热致形状记忆和热塑性。

热致形状记忆机制可用于实现复杂的3D形状记忆效果，因此，TRP材料在航空航天、医疗、机械、电子、可穿戴设备等领域极其受欢迎。

热致形状记忆高分子材料一般是由具有极性头部的主链和非极性环形段构成的，它们的构形是由两种特殊的材料，即电聚和热致形状记忆共聚物介导的，以及一系列的助剂组成的。

在构建TRP材料时，电聚物介导的主要作用是改变材料的热回复性，从而实现形状记忆的性能，而热致形状记忆共聚物则主要用于控制和影响形状记忆状态的形成。

此外，助剂如有机磷酸盐和多体能合成等，可以提高材料的热回复性，使其具有最佳的性能。

在构建TRP材料时，必须考虑到电聚物，热致形状记忆共聚物以及助剂之间的耦合状态。

当电聚物，热致形状记忆共聚物和助剂之间存在良好的耦合时，TRP材料的性能可有效的提高。

此外，为了构建TRP材料，还必须要考虑到各种热处理技术，其器件尺寸和构型以及其他因素。

此外，随着对TRP材料的研究不断深入，其广泛的应用也在不断增加。

首先，TRP材料可用于航空航天技术，特别是针对复杂三维形状的本体设计。

其次，TRP材料可用于机械装配技术，例如汽车发动机中的活塞和缸套件的组装，可极大地提高其耐用性，大大减少了修理和维护的成本。

此外，TRP材料也可用于电子行业，例如平板电脑的电池及其他电子元件的接插件等。

总之，热致形状记忆高分子材料是一种具有重要应用前景的新型材料，其研究已经取得了较大成就，但仍有一些技术挑战要克服，例如改进热处理技术，降低成本等。

形状记忆高分子材料研究进展(综述)

形状记忆的高分子材料的研究进展Research Progress of Shape Memory Polymer Material1 综述摘要：形状记忆高分子（SMP）是一类新型的功能高分子材料，是高分子材料研究、开发、应用的一个新的分支点，它同时兼具有塑料和橡胶的特性。

形状记忆高分子材料是一种可以响应外界刺激，并调整自身状态参数，从而回复到预先设定状态的一种智能高分子材料。

本文简单介绍了形状记忆高分子材料的性能、种类和应用。

关键词：形状记忆；高分子材料；聚合物；研究进展1形状记忆高分子材料简介.形状记忆的高分子材料是一种能够感知外部环境如光、热、、电、磁等，并且能够根据外部环境的变化而自发的对自身的参数进行调整还原到预先设定状态的一种智能高分子材料。

形状记忆高分子( Shape Memory Polymer，简称 SMP) 材料具有可恢复形变量大、质轻价廉、易成型加工、电绝缘效果好等优点，从20世纪80年代以来赢得广泛关注和研究，并得到了快速发展，因其独特的性能和特点，使其这些年来在材料领域中扮演着重要的角色。

近40年来，科研工作者们相继开发出了多种形状记忆高分子材料，如聚乙烯、聚异戊二烯、聚酯、共聚酯、聚酰胺、共聚酰胺、聚氨酯等，它们被广泛应用于航空航天、生物医用、智能纺织、信息载体、自我修复等多个材料领域。

显示出了形状记忆高分子材料广泛的应用前景的地位。

2.形状记忆高分子材料的分类及应用根据响应方式的不同可以将形状记忆高分子分材料大致分为热致型、光致型、化学感应型、电致型等类型。

其中，热致感应型和光致感应型应用最为广泛。

2.1热致感应型热致SMP是一种通过施加电场或红外光照射等刺激促使其在室温以上变形，并能在室温固定形变且可长期存放，当再次升温至某一固定温度时，材料能够恢复到初始形状。

热致型SMP被广泛用于医疗卫生、体育运动、建筑、包装、汽车及科学实验等领域，如医用器械、泡沫塑料、坐垫、光信息记录介质及报警器等。

有形状记忆功能的高分子材料

有形状记忆功能的高分子材料摘要：本文综述了具有形状记忆功能的高分子材料的发展概况,分析了形状记忆高分子材料的记忆效应原理,并对交联聚烯烃、、聚酯等具有形状记忆功能的高分子材料的特性及应用进行了评价和探讨,特别对聚氨酯（形状记忆ＰＵｓ）的记忆原理和特征,及其研究现状和应用前景作了重点阐述同时对形状记忆高分子材料的发展前景进行了展望。

关键词：记忆效应；聚氨酯；聚酯聚氨酯；热致形状记忆高分子;形状记忆性;微相分离;玻璃化转变：一．概况：（一）引言汽车外壳上的凹痕，像压扁的乒乓球一样，浸泡在热水中就可以复原；登山服的透气性可以根据环境的温度自动调节；一部机器中的零部件可以按照预定的程序，根据外界的温度变化而有序地自动拆卸；供药系统可以根据患者的体温或血液的酸度自动地调控药剂释放的剂量和速度；断骨外的套管可以在体温的作用下束紧，并能够在创伤愈合后自动降解消失等等，这些看似神奇的设想，通过的一类新型材料———形状记忆材料，都已经逐一地变成了现实。

有人把这类材料称之为“智能材料”，并非过誉之词。

（二）发展日本捷闻、可乐丽、旭化成和三菱重工等公司就开发出聚降冰片烯、反式，聚异戊二烯和聚氨酯等形状记忆树脂。

但是一种材料所具有的某种新功能的发现，对于它是否能够真正在材料目录中占有一席之地以及能否真正为工程技术人员所采用，往往需要经过一段或长或短的时间。

这不仅和材料的生产成本及性能好坏有关，生产工艺的成熟与否也是需要重视的基本因素，有时它们可以成为起决定性作用的因素。

形状记忆聚合物的工作原理有记忆功能的高聚物，规范的术语应当是高分子形状记忆材料，一般分为热塑性和热固性两类。

它们在产生形状记忆效应时的主要机制大致相同。

这类高聚物在外力作用下，可以产生大的弹性形变，并且可以方便地"如降低温度!使这种形变保持下来，但是在外加某种刺激信号"如加热!时，材料又可以恢复到原来的形状。

这种变化过程，称为形状记忆效应。

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。

形状记忆功能高分子材料的研究现状和进展

形状记忆功能高分子材料的研究现状和进展Value Engineering0引言随着社会的进步和科学技术的发展，一般的材料难以满足日益复杂的环境，因此需要具有自修复功能的智能材料———形状记忆材料。

20世纪50年代以来，各国相继研究出在外加刺激的条件（如光、电、热、化学、机械等）经过形变可以回复到原始形状的具有形状记忆功能的材料，它可分为三大类，形状记忆合金、形状记忆陶瓷和形状记忆聚合物材料。

高分子产业的迅速发展，推动了功能高分子材料得到了蓬勃发展。

形状记忆聚合物材料的独特性，广泛应用于很多领域并发展潜力巨大，人们开始广泛关注[1]。

1功能高分子材料研究概况功能高分子材料是20世纪60年代的新兴学科，是渗透到电子、生物、能源等领域后开发涌现出的新材料。

由于它的内容丰富、品种繁多、发展迅速，成为新技术革命不可或缺的关键材料，对社会的生活将产生巨大影响。

1.1功能高分子材料的介绍功能高分子材料是指具有传递、转换或贮存物质、能量和信息作用的高分子及其复合材料，或具体地指在原有力学性能的基础上，还具有化学反应活性、光敏性、导电性、催化性、生物相容性、药理性、选择分离性、能量转换性、磁性等功能的高分子及其复合材料，通常也可简称为功能高分子，也可称为精细高分子或特种高分子[2]。

1.2功能高分子材料分类可分为两类：第一类：以原高分子材料为基础上进行改性或其他方法，使其成为具有人们所需要的且各项性能更好的高分子材料；第二类：是具有新型特殊功能的高分子材料[3]。

1.3形状记忆功能高分子材料自19世纪80年代发现热致形状记忆高分子材料[4]，人们开始广泛关注作为功能材料的一个分支———形状记忆功能高分子材料。

和其它功能材料相比的特点：首先，原料充足，形变量大，质量轻，易包装和运输，价格便宜，仅是金属形状记忆合金的1％；第二，制作工艺方简便；形状记忆回复温度范围宽，而且容易加工，易制成结构复杂的异型品，能耗低；第三，耐候性，介电性能和保温效果良好。

形状记忆聚合物的研究及其应用

形状记忆聚合物的研究及其应用第一章绪论形状记忆聚合物是一种具有记忆性能的高分子材料，其可以产生可逆变形行为，具有广泛的应用前景。

本文将介绍形状记忆聚合物的研究进展以及其在各领域中的应用。

第二章形状记忆聚合物的研究形状记忆聚合物是一种由特殊的聚合物基质构成的高分子材料。

它的形状可随着溶剂、温度、电场、光等外部条件的变化产生可逆性的变形。

因此，它拥有一定的智能性，被广泛应用于各个领域。

形状记忆聚合物的主要结构包括线性结构、交联结构、网络结构等，其中交联结构和网络结构更加适合形状记忆应用，因为它们具有更好的弹性和形变能力。

形状记忆聚合物的形状记忆效应是由聚合物链的编织结构和交联结构、结晶性、形态等在加热或冷却过程中的相变引起的。

在这个过程中，形状记忆聚合物中的链和交联点会进行可逆的位移和旋转，从而产生可逆的形变。

此外，形状记忆聚合物还具有形状记忆材料的其他特征，如自修复性能，自润滑性能等。

形状记忆聚合物的研究主要包括材料的合成、结构与性质的表征以及应用研究等。

近年来，科学家们通过改变聚合物材料的交联结构、晶态结构以及形态结构等方面的调控，成功地提高了形状记忆聚合物的响应速度、形变能力、热稳定性等性能，发展了一系列新的高性能形状记忆聚合物。

第三章形状记忆聚合物的应用形状记忆聚合物具有卓越的应用前景，广泛应用于医学、航天航空、建筑等领域。

3.1 医学领域在医学领域中，形状记忆聚合物可以应用于生物修复和医疗器械等方面。

例如，可以将形状记忆聚合物作为缝合线，将其置放在组织器官中，随着体内温度的变化而进行形态修复和固定。

此外，可以将形状记忆聚合物应用于医疗器械的制造，如形状记忆聚合物支架、人工骨等材料，具有优异的生物相容性和形变能力。

3.2 航天航空领域形状记忆聚合物可以应用于航天航空领域的机构调整、形状变化等方面。

例如，可以将形状记忆聚合物用于飞机机身的气动调整装置、发动机变形处理手段等工程中。

3.3 建筑领域形状记忆聚合物可以应用于建筑领域中的防震减灾、隔音降噪等方面。

形状记忆聚合物材料的制备与性能研究

形状记忆聚合物材料的制备与性能研究引言：形状记忆聚合物材料是一类具有记忆能力的人工智能材料，可以在受到外界刺激后改变其形状，具有广泛的应用前景。

本文综述了形状记忆聚合物材料的制备方法以及其性能研究，旨在深入了解该领域的最新进展。

第一部分：形状记忆聚合物材料的制备方法形状记忆聚合物材料的制备方法主要包括聚合物合成和形状记忆效应的调控。

在聚合物合成方面，常用的方法有传统的自由基聚合、阴离子聚合和环状聚合等。

此外，近年来，还发展出了一些新的制备方法，例如合成高分子接枝交联聚合物和引入活性单体等。

这些新方法不仅可以提高制备效率，还能赋予聚合物更好的形状记忆效应。

形状记忆效应的调控是实现材料形状记忆的关键步骤。

目前广泛应用的调控方法有两种，一种是通过温度调控，另一种是通过化学调控。

温度调控是利用聚合物的晶体结构和玻璃转变温度控制其形状记忆效应，可实现多次形状转变。

而化学调控则是通过改变聚合物的化学结构和成分，例如引入交联点、功能基团等，来调控其形状记忆效应。

这两种调控方法的结合应用可以实现更多样化和精准的形状记忆效应。

第二部分：形状记忆聚合物材料的性能研究形状记忆聚合物材料的性能研究围绕其形状记忆效应、力学性能和环境响应等方面展开。

形状记忆效应是形状记忆聚合物材料的核心性能之一。

通过调控热致形状记忆效应（Thermo-Responsive Shape Memory，TRSM）和光致形状记忆效应( Photo-Responsive Shape Memory，PRSM) 等，可以使聚合物在受到外界刺激后实现形状变化并恢复初始形状。

而形状记忆速度、恢复率、稳定性等则是评价形状记忆效应的重要指标。

研究表明，合理选择聚合物的结构和调控方法可以显著提高形状记忆效应，提高形状记忆聚合物材料的应用范围。

力学性能是形状记忆聚合物材料的另一个重要性能。

材料应具有一定的弹性模量、拉伸强度和延伸率，以满足在形状记忆过程中的力学要求。

具有形状记忆功能的高分子材料研究

具有形状记忆功能的高分子材料研究随着科技的不断进步，人们对材料的需求也越来越高。

而其中一种备受关注的材料就是具有形状记忆功能的高分子材料。

形状记忆是指材料能够根据外界刺激或者内部条件，自主改变自身形状，并在刺激消失后回复到最初的形态。

这种材料的研究在医疗、智能材料和工程领域有着广泛的应用前景。

形状记忆功能的高分子材料的研究始于二十世纪五十年代，当时的科研工作者开始对具有嵌段结构的聚合物进行研究。

随后，研究人员发现，在这些聚合物中，具有相干结构的片段能够形成物理交联点，从而赋予材料形状记忆功能。

这种交联点可以通过加热或者其他方式来打破，使材料恢复到初始形状。

这项研究成果引起了广泛关注，并在此后的几十年里得到了持续的探索和发展。

目前，研究人员主要专注于两种形状记忆高分子材料：热致形状记忆材料和光致形状记忆材料。

热致形状记忆材料是最常见的一种，其材料中添加了热塑性嵌段，能够在一定温度范围内发生熔融和再结晶。

这些嵌段之间形成的序列结构使材料具有记忆形状的能力。

当材料被加热到临界温度时，分子链之间的交联点会被打破，材料变得软化，可以任意塑性变形。

当材料冷却后，分子链之间的交联点再次形成，材料恢复到原始状态。

而光致形状记忆材料是一种相对较新的研究领域。

这类材料的形状变化是通过光敏染料的光热效应实现的。

光敏染料可以在特定波长的光照下吸收光能并将其转化为热能。

当材料暴露在特定光照下时，光敏染料吸收的光能会导致局部温度升高，从而改变材料的形状。

而当材料不再受到光照时，温度也会回落，材料恢复到原始形态。

形状记忆高分子材料的应用潜力巨大。

在医疗领域，这种材料可以用于智能药物释放系统。

例如，一种植入体可以被设计成在特定温度下打开，释放药物，并在其他条件下关闭，从而实现精确的药物控释。

这种智能药物释放系统可以减少药物滥用和副作用，提高临床治疗的效果。

在智能材料领域，形状记忆高分子材料可以应用于可穿戴设备和机器人。

这种材料可以通过外界刺激实现形状变化，使得可穿戴设备和机器人能够更加贴合用户的需求和动作。

具有形状记忆功能高分子材料的研究进展

具有形状记忆功能高分子材料的研究进展摘要：本世纪以来，随着高分子合成以及改性技术与高分子学理论的迅猛发展，形状记忆高分子材料正快速地渗透到我们的日常生活中，成为了一种不可或缺的材料。

本文通过查阅相关的文献，对该材料的研究发展过程、应用现状进行综述。

形状记忆高分子材料种类丰富，本文将着重阐述热致型形以及光致型形状记忆高分子材料，最后并进行展望。

关键词：形状记忆，记忆效应，热致型，光致型Abstract：Since the beginning of this century, with the rapid development of polymer synthesis and modification technology and polymer theory, shape memory polymer materials are rapidly infiltrating into our daily life and become an indispensable material.Key words：s hape memory,memory effect,thermal induced polymer，photo induce polymer1 概述1.1 形状记忆高分子材料的概念判断一类高分子材料是否为形状记忆高分子材料，即在于看这类材料是否能产生记忆效应，这是形状记忆高分子材料最核心的本质。

一高分子聚合物在起初被赋予一定的形状后，固定其形状得到它的“初始态”。

随后对其施加一定的外力，让它产生变形，偏离其“初始态”时所固定的形状，而后进行加热、光照、电磁等外界刺激后，此时该高分子聚合物便可回复至“初始态”时的形状，此即为形状记忆高分子材料。

根据外界刺激条件的差异，形状记忆高分子材料可分为热致型、光致型、电感应型、化学感应型等类型，种类和应用技术手段都比较丰富。

[1]形状记忆高分子材料目前在医疗、纺织、军工领域都得到了广泛的运用，已经和我们的生活密切相关，尽管它的发展历史并不是很久远，并且目前在应用过程中也发现了存在着不少问题，但从目前的研究现状来看，该种材料拥有非常大的应用前景，很值得我们继续探索，发挥它最大的潜能。

高分子材料的形状记忆性能研究

高分子材料的形状记忆性能研究形状记忆材料是一类具有特殊性能的材料，在受到外界刺激时能够回复其原有形状。

这一特性在许多领域都有潜在应用，例如医疗、电子、航空航天等。

而高分子材料是一类常见的形状记忆材料，其研究一直备受关注。

本文将探讨高分子材料的形状记忆性能，以及相关研究进展和应用前景。

1. 形状记忆材料的原理形状记忆材料具有两个基本状态：一是其正常状态，也称为高温状态，该状态下材料保持着其所具有的原始形状；二是其特殊状态，也称为低温状态，该状态下材料会发生一定程度的形状变化。

形状记忆材料的形状记忆性能主要依赖于两种基本原理：热致形状记忆效应和应力驱动形状记忆效应。

2. 高分子材料的形状记忆性能高分子材料是一类具有长链结构的聚合物材料，其形状记忆性能主要通过调控其结构和组成来实现。

高分子材料的形状记忆性能可以通过改变温度、应力或其他外界刺激来实现形状的转变和恢复。

具体而言，高分子材料的形状记忆性能可以通过以下几个方面来评价和研究：转变温度、形状记忆率、形状恢复速度和循环稳定性。

3. 影响高分子材料形状记忆性能的因素在研究高分子材料的形状记忆性能时，有许多因素会对其性能产生影响。

其中，材料的结构和组成是最为重要的因素之一。

高分子材料的结构可以通过控制聚合物的交联度、分子量以及交联点的类型和密度来实现对形状记忆性能的调控。

此外，材料的加工方法、处理过程、外界刺激等也会对形状记忆性能产生影响，因此需要对这些因素进行精确控制和研究。

4. 高分子材料形状记忆性能的研究进展高分子材料的形状记忆性能一直备受研究者的关注。

近年来，许多新型材料和制备方法被提出和应用于高分子材料的形状记忆性能研究中。

例如，利用纳米颗粒增强材料的形状记忆性能，通过界面改性增加材料的形状恢复速度等。

这些研究为高分子材料的形状记忆性能提供了新的途径和思路。

5. 高分子材料形状记忆性能的应用前景高分子材料的形状记忆性能在众多领域具有广阔的应用前景。

具有形状记忆性能的聚合物材料的合成与应用研究

具有形状记忆性能的聚合物材料的合成与应用研究随着科技的进步和人们对新材料需求的增长，具有形状记忆性能的聚合物材料逐渐成为研究的热点。

这种材料能够在被外界刺激后恢复原始形状，具有广泛的应用前景。

本文将探讨具有形状记忆性能的聚合物材料的合成方法以及在各个领域中的应用研究。

首先，让我们来了解具有形状记忆性能的聚合物材料的合成方法。

一种常用的方法是通过高分子链的交联实现形状记忆性能。

例如，聚丙烯酸酯和聚己内酯可以经过一系列的化学反应制备成交联高分子链，使其形成网络结构并具有形状记忆性。

另一种方法是在聚合物结构中引入活性基团，通过外界刺激使聚合物链发生重新排列，从而实现形状记忆效应。

这种方法适用于聚氨酯、聚酯等材料。

有了合成方法的基础，我们现在来看看具有形状记忆性能的聚合物材料在各个领域中的应用研究。

在医学领域，这种材料可以用于制造可调节的支架和缝合材料。

例如，形状记忆性的聚合物支架可以在植入体内时为医生提供更方便的操作，而在体内恢复到原始形状以实现治疗效果。

此外，具有形状记忆性能的聚合物材料也可以用于制造药物输送系统，通过控制材料的形状来实现药物的可控释放。

在智能材料领域，这种聚合物材料的应用也十分广泛。

例如，它可以用于制造自适应的机械元件。

在温度或压力变化时，这些材料能够自动调整形状，以适应不同的工作环境。

此外，形状记忆性的聚合物材料还可以应用于机器人和人工智能系统，通过调整材料形状来实现更灵活的运动和操作。

另外一个重要的应用领域是纺织业。

具有形状记忆性能的聚合物纤维可以用于制造智能纺织品。

例如，运动服装中可以添加这种聚合物材料，使其在运动时自动调整形状以提供更好的适应性和舒适度；座椅材料中添加这种材料可以实现自动适应体型，提供更好的坐姿支持。

最后，这种聚合物材料还可以应用于环境保护领域。

例如，制造具有形状记忆性能的管道材料，可以在温度变化时自动调节管道的形状，以提高输送效率。

此外，这种材料还可以用于制造自适应的太阳能板，以优化能量收集效率。

高分子材料的形状记忆性能研究与应用

高分子材料的形状记忆性能研究与应用1. 引言高分子材料是一类具有特殊性能和应用前景的材料，其中形状记忆性能是引人注目的特征之一。

形状记忆性是指材料通过外部触发，能够从一种初始形状迅速回复到具有预设形状的能力。

与传统的材料相比，高分子材料的形状记忆性能具有许多优势，如材料的轻量化、可重复使用性等。

因此，研究与应用高分子材料的形状记忆性能具有重要的科学和实际意义。

2. 形状记忆原理高分子材料的形状记忆性能是基于其特殊的分子结构和热力学性质实现的。

一般来说，高分子材料通过控制温度、电场、光照等外部刺激，使其分子结构发生变化，从而实现形状记忆性能。

其中，形状记忆效应的实现主要依赖于高分子材料中的交联度、分子链的切断和重连接以及聚合物链的运动等过程。

3. 形状记忆性能研究在高分子材料的形状记忆性能研究中，主要包括材料的形状记忆效应机制、形状记忆行为的表征与分析方法以及形状记忆性能的调控与优化等方面。

通过对不同类型高分子材料的形状记忆性能进行研究，可以深入了解其作用机制，并为材料的合成和应用提供理论指导和实验基础。

4. 形状记忆性能应用高分子材料的形状记忆性能在许多领域具有广泛的应用前景。

例如，在医学领域，可以利用高分子材料的形状记忆性能制备可移植的组织工程支架；在航空航天领域，可以利用形状记忆材料设计制造高效的飞机构件；在智能材料和机器人领域，可以利用形状记忆材料制造可编程、可自主移动的智能器件；在电子领域，可以利用形状记忆材料制造灵活的电子器件等。

这些应用将大大推动传统材料科学的发展，并在生活和工业生产中发挥重要作用。

5. 发展与挑战虽然形状记忆高分子材料具有许多优点和潜在应用，但是其研究与应用仍然面临一些挑战。

例如，在形状记忆材料的合成和制备过程中，需要考虑材料的可调控性和可持续性等问题；在形状记忆性能的调控和优化过程中，需要考虑材料的力学性能和稳定性等问题。

此外，形状记忆高分子材料的商业化应用还需要克服生产成本、制备工艺和市场需求等方面的限制。

高分子材料的形状记忆性能研究

高分子材料的形状记忆性能研究近年来，高分子材料的形状记忆性能一直受到广泛关注。

形状记忆性能是指在受到外界刺激后，高分子材料能够自动恢复到其原始形状的能力。

这种记忆能力使得高分子材料在许多领域都有着广泛的应用前景，如人工智能、生物医学工程和可穿戴设备等。

形状记忆性能的研究主要涉及到两个方面：首先是高分子材料的记忆效应。

高分子材料的形状记忆机制是由其特殊的结构决定的。

大多数高分子材料都是由线性或交联聚合物链组成的，当受到外界温度、光线或电场等刺激时，高分子材料的分子链会经历某种结构转变，从而改变材料的形状。

当外界刺激消失时，高分子材料又会自动恢复到原来的形状。

这种形状记忆效应是由于高分子材料的内部结构发生了可逆性改变。

第二个方面是高分子材料的形状记忆机理。

形状记忆机理主要包括两种类型：一种是热致形状记忆，另一种是光致形状记忆。

热致形状记忆是指高分子材料在恢复原状时，利用外界的温度变化来驱动分子链的结构恢复。

光致形状记忆则是通过外界的光线刺激实现形状的恢复。

这两种形状记忆机理有着不同的优缺点和应用范围，研究人员正在不断深入探索它们的机制，并提出更加高效的方法。

形状记忆性能的研究还面临一些挑战。

首先是高分子材料的制备。

高分子材料的形状记忆性能需要通过合成合适的聚合物来实现。

为了达到理想的形状记忆性能，研究人员需要精确控制聚合物的结构和分子链的排列方式。

其次是形状记忆性能的稳定性问题。

由于高分子材料的形状记忆性能是由分子链结构的可逆变化决定的，因此在长时间使用或多次形状转变后，高分子材料的形状记忆性能可能会出现衰退或丢失的情况。

针对这个问题，研究人员正在尝试将形状记忆性能与其他物理性能相结合，以提高材料的稳定性。

高分子材料的形状记忆性能研究不仅局限于实验室的理论探索，还涉及到许多实际应用。

例如，在可穿戴设备中，形状记忆材料能够根据人体的形态变化，自动调整设备的形状，提供更好的舒适度和适配性。

在生物医学工程领域，形状记忆材料可用于制作人工血管、智能药物释放系统等，以实现更加精确和有效的治疗。

形状记忆高分子的材料的研究进展

形状记忆高分子材料的研究进展摘要：本篇文章首先简述了形状记忆高分子材料的记忆机理，然后综述了形状记忆高分子材料的分类、制造原料、应用现状及展望应用前景。

关键词：形状记忆高分子；高分子材料；分类；应用；发展趋势1.概述形状记忆高分子(Shape Memory Polymer，简写为SMP)在特定条件下具有特定的形状，随外部条件的变化，其形状相应地改变并固定。

当外部环境再一次规律性地变化时，SMP便恢复到初始态。

至此，SMP循环完成记忆初始态——变形固定态——恢复初始态。

促使SMP完成上述循环的外部条件有热能、光能、电能、声能等物理因素和酸碱度、螯合反应、相变反应等化学因素[3-4]。

形状记忆高分子或形状记忆聚合物作为一种功能性高分子材料，是高分子材料研究、开发、应用的一个新分支，与其他功能材料相比，原料充足，品种多，回复温度等条件范围宽；形变量大，质轻耐用，易包装运输，应用范围广泛；易加工，易赋形，能耗低；价格便宜，仅是金属形状记忆合金的1％；耐腐蚀，电绝缘性强，保温效果好[4]。

2.SMP的记忆机理形状记忆高分子材料(SMP)的记忆机理，可以从分子结构及其相互作用的机理方面加以解释。

1989年，石田正雄认为，具有形状记忆性能的高分子可看作是两相结构，即由记忆起始形状的固定相和随温度变化能的可逆的固化和软化的可逆相组成。

可逆相为物理铰链结构，而固定相可分为物理铰链结构和化学铰链结构，以物理铰链结构为固定相的称为热塑性SMP，以化学铰链结构为固定相的称为热固性SMP[1]。

徐修成认为固定相的作用是对于成形制品原始形状的记忆与回复，而可逆相的作用则是形变的发生与固定。

固定相可为聚合物的交联结构、部分结晶结构、超高分子链的缠绕等结构。

可逆相可以是产生结晶与结晶熔融可逆变化的部分结晶相，或发生玻璃态与橡胶态可逆转变(玻璃化温度，Tg)的相构。

在高分子形状记忆材料中，由于聚合物分子链间的交联作用，这就是材料中固定相的作用束缚了大分子的运动，表现出材料形状记忆的特性。

热致形状记忆高分子研究

热致形状记忆高分子研究近年来，热致形状记忆高分子（Thermally-Induced Shape Memory Polymer, TISMP）作为一种新型高分子材料，受到在材料学和工程学领域的广泛关注。

TISMP具有优异的力学性能，具有许多有利的应用特性，如耐高温、耐腐蚀、耐冲击、低失重以及可调节的形状记忆性能等，可应用于众多的产品和服务领域，如航空航天、汽车、轨道交通运输系统、机械产品等，将有力推动社会发展和经济增长。

TISMP是一种新型的高分子材料，其结构特征决定了它的特性和功能。

TISMP的形状记忆效果是由一种叫做热致形状记忆效应（Thermally-Induced Shape Memory Effect, TI-SMEE）的独特物理和化学性质作用产生的。

在TI-SMEE下，TISMP通过改变温度来激活形状记忆效应，即在回火温度以上形状记忆效应会发挥出最大值，当温度回落时，TISMP会自动回原形，这一过程可重复发生。

此外，TISMP 还具有一定的稳定性，可在常温下长期保持它的形状和性能。

在力学性能方面，TISMP具有良好的可靠性，耐久性和稳定性能。

它的拉伸强度、断裂伸长率和疲劳强度均大于典型的加工塑料，耐热性好，温度下降后不会发生分解反应，可以在室温下维持较长时间。

此外，能够有效承受低温和高温环境仍能表现出理想的性能，耐冲击性也非常好，具有较高的机械强度。

此外，TISMP不仅具有良好的性能特征，它的制造工艺也十分简单。

它可以通过一系列普通的热成型技术，如注射成型、挤出成型、热塑性成型、热变形等来制备。

由于TISMP的制造成本低，生产效率高，产品成本低，使它在工业前景广阔。

然而，TISMP仍面临着一些缺点。

首先，在形状记忆效应表现方面，其受到外界环境因素的影响，如温度、湿度、力学应力等因素，而影响形状记忆效应的性能。

其次，TISMP的回火温度较低，导致其性能的最大改善也较小，同时TISMP的结晶度较低，在形状再制和再次使用时可能会出现变形现象。

形状记忆高分子材料的研究

（３）化学响应型：这类形状记忆高分子材料是通过改变材料的物理条件或通过发生化学变化来激发材料变形和形状回复。例如可以通过改变ｐＨ值、离子置换、氧化还原等方法进行。
（４）光致感应型：这类形状记忆高分子材料材料在其主链或侧链中引入一些特定的光致变色基团（ＰＣＧ）后通过光照射，使光致变色基团发生光异构化反应后变形，当光照停止时，光致变色基团发生可逆的光异构化反应回复形状。
２形状记忆原理研究
结合形状记忆材料的形状恢复形式可以大致将记忆效应分为三种，即不可逆形状记忆效应，可逆形状记忆效应，全程形状记忆效应。下面重点研究热致感应型和化学响应型的形状记忆原理
２．１热致感应型的形状记忆原理
图１热致感应型的形状记忆原理
收稿日期：２０１９－０６－２０作者简介：赵丽娟（１９８６—），女，甘肃兰州人，讲师，主要从事精细化工研究方向。
材料、信息和能源作为现代社会发展的三大支柱产业在促进经济发展、丰富人类生活中起到了重要的作用。其中，材料中形状记忆高分子材料的更是由于其独特的性能成为了工农业、国防、医疗等领域的重要材料。
１形状记忆高分子材料（ＳＭＭｓ）的分类
形状记忆材料是一种智能材料［１］，这类材料通过感知环境变化后，对其形状、位置、应变等力学参数进行调整，最后能够恢复到初始状态。目前，备受研究人员关注的是形状记忆材料中形状记忆高分子材料，这类材料最早是由Ｍａｔｈｅｒ在１９４０提出的，当时Ｍａｔｈｅｒ称其为“弹性记忆”［２］。形状记忆高分子材料被发现后有形状记忆功能的聚氨酯材料后，形状记忆高分子材料开始备受关注［３］。目前，这类物质由于独特的记忆功能成为了在形状记忆合金后的又一热点研究领域。形状记忆高分子材料根据其形状回复原理可分为热致感应型、电致感应型、化学响应型和光致感应型四类。

基于结晶高分子的形状记忆材料及其性能研究

基于结晶高分子的形状记忆材料及其性能研究基于结晶高分子的形状记忆材料及其性能研究形状记忆材料具有在不同外界刺激下能够实现形状变化并以记忆状态恢复的特性，因而被广泛应用于医疗、航空航天、机电等领域。

而基于结晶高分子的形状记忆材料由于其稳定性和可调控性优势，成为近年来备受研究者关注的热点。

一、结晶高分子形状记忆材料的原理结晶高分子形状记忆材料是利用高分子材料具有形状记忆特性，并通过结晶相改善其机械性能和稳定性。

这类材料通常由线性高分子和交联剂构成，通过在高分子网络中形成结晶相，实现形状变化和恢复。

以聚丙烯酸晶体为例，聚丙烯酸作为线性高分子，其具有形状变化的功能性基团。

通过交联剂和聚丙烯酸分子结合，形成网络结构。

当聚丙烯酸晶体受到温度、湿度等外界刺激时，晶体中的结晶相破坏，导致材料形状发生变化。

而在外界刺激消失后，聚丙烯酸重新形成结晶相，从而恢复原始形状。

二、结晶高分子形状记忆材料的性能研究1. 形状记忆特性采用差示扫描量热仪（DSC）和拉伸实验等方法，研究不同温度和湿度条件下结晶高分子形状记忆材料的形状变化和恢复速度。

研究结果表明，形状记忆材料在特定温度和湿度条件下具有良好的形变性能和形状恢复速度。

2. 结晶相结构采用X射线衍射仪（XRD）等方法，研究结晶高分子形状记忆材料的结晶相结构。

研究发现，结晶相的形成与高分子链的排列方式有关，可以通过调控结晶相结构来改变材料的形状记忆性能。

3. 机械性能通过拉伸实验、动态力学分析等方法，研究结晶高分子形状记忆材料的力学性能。

结果显示，结晶相的存在能够显著提高材料的强度、韧性和耐久性。

4. 环境响应性能研究结晶高分子形状记忆材料在不同环境条件下的性能响应，如湿度、溶剂等。

研究发现，结晶相的形成和破坏与环境因素的相互作用密切相关，可以通过调整环境条件来改变材料的形状变化和恢复。

三、结晶高分子形状记忆材料的应用前景基于结晶高分子的形状记忆材料在医疗、航空航天、机电等领域具有广泛的应用前景。

面料形状记忆实验报告(3篇)

第1篇一、实验目的本次实验旨在探究新型形状记忆面料在不同温度条件下的形变恢复能力，分析其形状记忆特性，评估其在服装、医疗等领域的应用潜力。

二、实验材料1. 形状记忆面料：采用PTT（聚对苯二醇）长丝织造的轻薄高密面料。

2. 温度控制器：用于控制实验过程中温度的变化。

3. 尺寸测量工具：卷尺、游标卡尺等。

4. 记录表格：用于记录实验数据。

三、实验方法1. 样品准备：将形状记忆面料裁剪成一定尺寸的样品，确保样品尺寸一致，便于实验数据的对比分析。

2. 实验步骤：a. 将样品置于室温条件下，测量其初始尺寸，记录数据。

b. 使用温度控制器，将样品加热至一定温度，保持该温度一段时间，使样品发生形变。

c. 观察并记录样品形变情况，同时测量样品的尺寸变化。

d. 将样品取出，放置于室温条件下，等待样品恢复至初始状态。

e. 再次测量样品尺寸，与初始尺寸进行对比，分析形状记忆特性。

3. 实验数据记录：将实验过程中观察到的现象及测量数据记录在表格中。

四、实验结果与分析1. 实验现象：a. 在加热过程中，样品发生明显的形变，长度、宽度及厚度均有所增加。

b. 随着温度的降低，样品逐渐恢复至初始状态，形变逐渐消失。

2. 数据分析：a. 在加热过程中，样品的长度、宽度及厚度均呈线性增加，符合形状记忆特性。

b. 在恢复过程中，样品的尺寸逐渐恢复至初始状态，形变恢复率达到90%以上。

五、结论1. 形状记忆面料具有良好的形状记忆特性，在加热过程中发生形变，在冷却过程中恢复至初始状态。

2. 形状记忆面料在服装、医疗等领域具有广泛的应用前景，如：a. 服装：可制作塑形服装，满足消费者对身材曲线的审美需求。

b. 医疗：可制作护具，帮助患者恢复肢体功能。

六、实验总结本次实验通过对形状记忆面料的形状记忆特性进行探究，验证了其良好的应用潜力。

在后续研究中，可进一步优化面料性能，提高形状记忆能力，拓展其在更多领域的应用。

同时，结合实际需求，开发具有形状记忆功能的服装、医疗用品等，为人们的生活带来更多便利。