[发明专利]具有多次快速自修复功能的弹性形状记忆材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种形状记忆材料，尤其涉及一种具有多次快速自修复功能的弹性形状记忆材料及其制备方法。

背景技术

在发生准塑性变形后，形状记忆材料（包括一些合金和聚合物材料等）在适当的刺激下，能够恢复其原始形状，这种现象被称为形状记忆效应。影响形状记忆合金恢复的主要因素为温度或磁场，而对于形状记忆聚合物来说，除温度和磁场外，还包括光和湿度等，通常具有形状记忆功能的聚合物材料，只有在其形状记忆转变温度之上时，材料才处于弹性态，具有一定的弹性。

尽管不同类型的形状记忆材料在形状记忆效应的机制上有所差异，但在没有刺激的情况下，它们仅仅像软铜丝一样发生准塑形变或脆断，而不具有形状弹性恢复性能。研究进一步发现，经时效处理后，某些记忆合金具有类似橡胶的弹性恢复性能，但是其可恢复应变十分有限（只有百分之几）同时还具有明显的迟滞性。可以认为，目前还没有同时拥有优异的形状记忆效应和弹性恢复性能的材料。

另一方面，人们为了获得自修复功能材料付出了巨大的努力。目前大部分已研发出的技术是使用愈合剂——用微胶囊包裹愈合剂或通过微管道将愈合剂传送到需要位置，以此来修复微小裂缝。但是这些方法只能用于一定尺寸的微裂缝，而且一旦愈合剂用完愈合过程就会停止。此外，由于自愈合反应为一聚合反应过程，实际使用中难以实现快速修复。

近年来，布朗运动诱发的聚合物链蠕变，狄尔斯-奥尔德反应，金属配体协调，氢键等等被提议作为替代方案，借以在复合材料中实现多次快速自修复。

目前已有的形状记忆材料在高于形状恢复温度时有良好的弹性，而在低于形状恢复温度时呈现准塑性或脆性，同时传统的形状记忆材料难以实现快速自修复，就此来言，实际应用中受到较多的限制。

发明内容

本发明就是针对上述问题提出来的，其目的是提供一种在其形状记忆转变温度上下50℃范围内，即：0℃-100℃都处于高弹性状态，同时还具有多次自修复功能，且自修复可快速完成的弹性形状记忆材料。

本发明的另一目的是提供上述具有多次快速自修复功能的弹性形状记忆材料的制备方法。

为实现上述目的本发明解决技术问题的技术方案是：

具有多次快速自修复功能的弹性形状记忆材料，它包括以下组分并按下述体积份数组成：硅橡胶60-85份，热熔胶15-40份。

所述的具有多次快速自修复功能的弹性形状记忆材料，它包括以下组分并按下述体积份数组成：硅橡胶65-80份，热熔胶20-35份。

所述的具有多次快速自修复功能的弹性形状记忆材料，是由以下组分并按下述体积份数组成：硅橡胶60-85份，热熔胶15-40份，玻璃纤维0.1-30份，碳纤维0.1-30份。

所述的具有多次快速自修复功能的弹性形状记忆材料，是由以下组分并按下述体积份数组成：硅橡胶65-80份，热熔胶20-35份，玻璃纤维1-15份，碳纤维1-20份。

所述的硅橡胶采用双组分硅橡胶，它由弹性体和固化剂组成。

所述的弹性体和固化剂按质量比（5~15）：（0.5~1.5）的比例混合固化。

所述的热熔胶采用以乙烯-乙烯基醋酸酯为主的热熔胶。

制备所述的具有多次快速自修复功能的弹性形状记忆材料的方法，包括以下步骤：

（a）、首先将热熔胶切成小块，按所述的配比将热熔胶块与液态硅橡胶弹性体混合；

（b）、将上述混合物加热至此热熔胶的熔点以上，充分搅拌直到混合物中无肉眼可见的颗粒；

（c）、将步骤（b）所得混合物降至室温后，按硅橡胶弹性体与固化剂质量比为（5~15）：（0.5~1.5）的比例混合固化，并再次将其搅拌均匀；

（d）、将混合充分的混合物倒入模具，将混合物放入真空度为1帕斯卡的真空烘箱中去除混合物中的气泡；

（e）、上述混合物在室温下固化24小时；或在65℃下，固化4小时；或在100℃下，固化1小时；或在150℃下，固化15分钟，后即可得到所需的成品。

步骤（e）所述的室温为20℃~24℃。