[发明专利]一种高固定率高恢复率形状记忆材料的制备方法

说明书

本发明提供了一种高固定率高恢复率形状记忆材料的制备方法，属于记忆材料技术领域，包括如下步骤：（1）、采用HAAKE转矩流变仪密炼室，起始温度设定为120‑130℃，转子转速为30‑40r/min，先加聚冰片烯、环保芳烃油混炼，质量分数比为聚降冰片100份，环保芳烃油8‑12份，混炼4‑5分钟；再分别加入质量份为2‑4份炭黑、碳纳米管、有机蒙脱土或碳酸钙，混炼5‑8分钟，分别制得混炼胶a;（2）、将混炼胶a静置8‑12小时后，使用平板模压机成型。本发明可以有效提高共混材料的固定率和恢复率；经历多次形状恢复循环时，仍能保持非常优异的形状记忆性能；随频率、温度变化的滞后较大，具有较高的阻尼性能。

技术领域

本发明涉及记忆材料技术领域，尤其涉及一种高固定率高恢复率形状记忆材料的制备方法。

背景技术

形状记忆聚合物(Shape Memory Polymers，SMPs) 是一类在航空航天、生物医疗、纺织，电子等行业都有广泛应用前景的一种新型功能材料，同时也是一种刺激感应型材料，具有在受到热、电、磁、机械、光、化学等外界刺激时能够改变其形状的特性。

形状记忆效应的本质是一种熵现象。从分子层次上来看，聚合物分子链在不同温度下表现出运动能力的巨大差异。当聚合物处于Ttrans（形状记忆转变温度）以上时，分子链具有活跃的运动能力。外力作用下，分子链中的部分链段在受力方向择优排列，分子链构象改变，体系的构象熵降低，材料此时形成临时形状，具有较高的能量。当聚合物处于Ttrans以下时，分子链被冻结，运动能力大幅下降并形成动力学势阱，在一定的时间尺度下，撤去外力后依然保留了取向后的分子链构象，临时形状得以固定。当再次升温到Ttrans以上时，分子链的运动能力被重新激活，无外力作用下分子链段由于热运动自发恢复到构象熵最大状态，即聚合物的初始形状。

聚降冰片烯(Polynorbornene)是CdF-Chimie公司在1984年成功开发的世界上首例具有形状记忆功能的聚合物，聚降冰片烯这种新型的有机高聚物被用作橡胶而获得广泛应用。但人们发现其并不同于橡胶领域的传统高聚物，它是以粉末形式进行加工的。这种高聚物的吸油性能优异是其突出的特点之一，因此，在聚降冰片烯的配方中增塑剂可加至400份左右，其硫化胶的柔软性比普通的硫化胶低得多。虽然它的充油量很高，但在许多实际情况下，其耐油性仍表现得很好。

聚降冰片烯属于热致型形状记忆聚合物，影响其形状记忆特性因素有很多，可以把这些主要的影响因素归结如下:玻璃化转变区域;热机械循环过程中施加的应力;热机械循环过程中的升温和降温速率;热机械循环的恢复温度。

聚降冰片烯拥有优异的特性，现已将在废油及废水处理剂、空气新鲜化剂或将其高充油作为橡胶材料在减震阻尼材料、隔音材料等多个领域应用。聚降冰片烯是被发现的第一种具有形状记忆性能的高分子材料，但迄今为止鲜见其记忆性能的报道。

发明内容

本发明的目的在于针对上述现有技术的不足，提供一种高固定率、高恢复率的形状记忆材料的制备方法，具有生产工艺简单可靠，材料还具备无卤阻燃性等优点。

为实现上述发明目的，本发明是通过如下措施实现的：一种高固定率高恢复率形状记忆材料的制备方法，其中，包括如下步骤：

（1）、采用HAAKE转矩流变仪密炼室，起始温度设定为120-130℃，转子转速为30-40r/min，先加聚冰片烯、环保芳烃油混炼，质量分数比为聚降冰片100份，环保芳烃油8-12份，混炼4-5分钟；再分别加入质量份为2-4份炭黑、碳纳米管、有机蒙脱土或碳酸钙，混炼5-8分钟，分别制得混炼胶a;

（2）、将混炼胶a静置8-12小时后，使用平板模压机成型。

其中，所述步骤（2）中硫化条件为压力8-10MPa，驱动温度为58-70℃。

其中，所述炭黑比表面积为42m²/g。