[发明专利]一种形状记忆材料及其制备方法与应用

说明书

本发明公开了一种形状记忆材料及其制备方法与应用，该形状记忆材料包括以下制备原料：环氧树脂、甲酸酐类化合物和三羟甲基烷类化合物。其制备方法包括以下步骤S1、将环氧树脂、甲酸酐类化合物和三羟甲基烷类化合物混合后加热，得混合物；S2、将所述混合物固化，即得所述形状记忆材料。本发明的形状记忆材料具有优异的耐热性能；同时，在高弹态时仍然具有10⁶Pa以上的储能模量；该形状记忆材料的断裂过程属于脆性断裂，其拉伸强度随着三羟甲基烷类化合物含量的增加而减小，断裂伸长率也略微有所减小；本发明的形状记忆材料具备了良好的形状固定率，角度变化在2％之内；且多次循环形变回复后，仍具备了较好的回复稳定性。

技术领域

本发明涉及复合材料技术领域，具体涉及一种形状记忆材料及其制备方法与应用。

背景技术

随着科学技术水平的逐渐提高，智能科技不断融入到日常生活当中，人们的生活水平和质量都得到了很大的改善和提高。同时，人们也对衣食住行不断提出新的要求，需要提供更多的附加功能，智能技术也慢慢融入传统的纺织行业，纺织品作为人们生活中必不可少的产品也正在向功能化和智能化方向发展。

智能纺织品作为对人类生活具有变革意义的新型纺织材料，渐渐出现在人们的视线中，并成为人们日常谈论的热点话题。智能纺织品最初是由智能材料演变而来的。最开始是由日本学者高木俊宜在1989年提出了“智能材料”这个概念，将智能材料定义为能感知外部刺激，并根据相应的响应机制，做出相应的反应或调整改变的材料。然后随着纺织行业逐渐升级和创新，最早的智能纺织品以一种具有形状记忆功能的丝出现在人们面前。这些智能纺织品的出现，不仅能提高服装功能性，也能增加其安全性和趣味性，是未来纺织行业重要的发展和研究方向，更是社会经济的一个新的增长点。智能纺织品无疑将在未来十年的纺织行业发展中占据十分重要地位，并将越来越多地融入人们的日常生活。智能纺织品能够很好地适应或感应外部条件，并对外部环境做出相对应的反应。智能纺织品代表了各种不同类型的织物和服装，其智能化功能的实现主要来自于将特定的材料与纺织品整合在一起。而这些实现功能化材料的成分可能是可嵌入式电子设备，特殊构造的功能性聚合物，或响应型的着色剂。相对于传统行业来说，智能纺织品能更好地在不利的环境中保护人们的安全，也能提高人们的舒适性和满足人们对功能化的要求。

形状记忆聚合物(SMPs)是一类重要的刺激响应型聚合物，能在外界环境刺激下可以恢复其原有(或永久)形状。与形状记忆合金相比，形状记忆聚合物具有重量轻、成本低、加工性能好、形状可变形性高、形状可恢复性高、开关温度可定制等优点。目前，形状记忆聚合物已经被广泛应用于智能纺织品和服装、智能医疗设备、电子产品热收缩包装、传感器和执行器、高性能透水透气材料、航天器中可自行展开的结构等方面。

但相关技术中在形状记忆聚合物的存在耐温等级和力学性能较低等问题，在高温领域应用较难。

因此，需要开发一种形状记忆材料，该形状记忆材料耐热性好且修复性能好。

发明内容

本发明要解决的第一个技术问题为：一种形状记忆材料，该形状记忆材料耐热性好且修复性能好。

本发明要解决的第二个技术问题为：上述形状记忆材料的制备方法。

本发明要解决的第三个技术问题为：上述形状记忆材料的应用。

为解决上述第一个技术问题，本发明提供的技术方案为：一种形状记忆材料，所述形状记忆材料包括以下制备原料：环氧树脂、甲酸酐类化合物和三羟甲基烷类化合物。

根据本发明的一些实施方式，所述形状记忆材料包括以下摩尔份数的制备原料：环氧树脂1份～2份、甲酸酐类化合物1份～2份、三羟甲基烷类化合物0.3份～1份和碳纤维。

通过调控不同摩尔比，得到了不同配方的形状记忆材料，随着三羟甲基烷类化合物含量的增加，形状记忆材料的耐热性能略微降低，玻璃化转变温度Tg也逐渐减小，储能模量减小。