收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

基于原位聚合的导电形状记忆聚合物分子复合材料的制备和性能表征

冯芹  
【摘要】:形状记忆聚合物(Shape Memory Polymers,SMPs)是一种新型智能材料,具有显著的形状记忆效应。目前SMPs的导电功能化是SMPs多功能化研究的重要内容之一。开发具有导电性能的SMPs材料,从而获得兼具形状记忆效应和导电性能的多功能智能材料,进而促进SMPs在电子工程领域的应用和发展。针对导电形状记忆聚合物复合材料存在的问题,如导电相与SMPs基体的相容性差、导电相不易在基体中均匀分散、制备工艺复杂等问题,本论文基于柔性乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(Ethylene-vinyl acetate copolymer,EVA)和刚性聚氯乙烯(Polyvinyl chloride,PVC)聚合物的形状记忆效应和导电聚苯胺(Polyaniline,PANI)的聚合反应,分别对EVA和PVC基体进行溶胀处理,使聚苯胺原料单体进入基体的分子网络空隙就地原位聚合,从而获得导电和形状记忆效应并存的聚苯胺/SMPs分子复合材料。对聚苯胺/SMPs分子复合材料的原位聚合制备方法和材料的导电性能、形状记忆效应、热性能、力学性能和微观结构特征进行了研究。论文具体内容如下:(1)聚苯胺/乙烯-醋酸乙烯酯分子复合材料(PANI/EVA-MC)的制备及性能研究:制备了PANI/EVA-MC,研究了苯胺浓度、溶胀时间、氧化剂浓度、氧化时间、氧化剂溶液的pH值和掺杂剂盐酸浓度制备参数对材料导电性能的影响。根据最优制备参数制备的导电PANI/EVA-MC的电导率为5.24×10~(-2) S·cm~(-1),且在120°C以下温度加热后室温电导率保持在10~(-3) S·cm~(-1)。微观结构分析结果表明在基体中成功合成了PANI,且断面微观形貌呈现连续均一的相,可推测PANI在EVA基体内形成分子级别的混合,PANI/EVA-MC的导电层厚度约为20μm~40μm。热性能分析结果表明,PANI大分子链和基体EVA有良好的相容性。力学性能结果表明刚性PANI的引入增强了基体材料的强度。形状记忆性能结果显示,PANI/EVA-MC的形状记忆性能与纯EVA基本相同,说明PANI大分子链的引入对基体的形状记忆性能影响很较小。且在形状记忆效应过程中,在室温和玻璃化转变温度下拉伸预变形20%和100%的PANI/EVA-MC预变形后电导率为10~(-3) S·cm~(-1),在室温预变形且再加热恢复后其电导率保持在10~(-3) S·cm~(-1),在玻璃化转变温度预变形且再加热恢复后其电导率为10~(-3) S·cm~(-1)~10~(-5) S·cm~(-1)。(2)聚苯胺/聚氯乙烯分子复合材料(PANI/PVC-MC)的制备及性能研究:制备了PANI/PVC-MC,研究了苯胺浓度、溶胀时间、氧化剂浓度、氧化时间、氧化剂溶液的pH值和掺杂剂盐酸浓度制备参数对材料导电性能的影响。根据最优制备参数制备的导电PANI/PVC-MC的电导率为4.26×10~(-2) S·cm~(-1),且在100°C以下温度加热后室温电导率保持在10~(-3) S·cm~(-1)。微观结构分析结果表明在PVC基体内成功合成了PANI,并且PANI没有形成单独的相,推测PANI大分子链与PVC网络形成了分子水平的混合,合成的PANI进入PVC基体的深度范围为20μm~50μm。热性能和力学性能分析结果表明PANI大分子链和基体PVC有良好的相容性,但与PVC相比,PANI/PVC-MC的热稳定性和强度有所降低,可归因于苯胺的溶胀效应。形状记忆性能结果显示PANI/PVC-MC有显著的形状记忆效应。在形状记忆效应过程中,预变形20%和100%的PANI/PVC-MC在室温和玻璃化转变温度下拉伸后和加热恢复后电导率均为10~(-3) S·cm~(-1)。综上所述,以柔性EVA和刚性PVC形状记忆聚合物基体为研究对象,通过聚苯胺的聚合反应体系,将PANI大分子链引入SMPs网络结构中,在保持形状记忆效应的前提下,可以实现SMPs的导电功能,获得聚苯胺/SMPs分子复合材料,为已固化成型的SMPs的导电功能化提供了简单易行的新方法。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前17条
1 ;冷劲松教授课题组在4D打印形状记忆聚合物新型可降解心脏病封堵装置研究领域取得重要进展[J];哈尔滨工业大学学报;2020年01期
2 刘松寒;;形状记忆聚合物的热自由恢复行为研究[J];中国科技信息;2019年11期
3 汤龙皓;王彦玲;李永飞;李强;康远波;;热致型形状记忆聚合物的研究现状与应用进展[J];机械工程材料;2019年09期
4 魏洪秋;万雪;刘彦菊;冷劲松;;4D打印形状记忆聚合物材料的研究现状与应用前景[J];中国科学:技术科学;2018年01期
5 郭瑞斌;胡惹惹;李莉;孟劭聪;莫尊理;;形状记忆聚合物及其应用[J];化学教育;2014年16期
6 新型;;兰州化物所实现热固性形状记忆聚合物形状重构[J];化工新型材料;2016年12期
7 王宗瑶;朱光明;付红梅;宋鑫月;;三次形状记忆聚合物研究进展[J];化工新型材料;2016年12期
8 ;研究人员实现热固性形状记忆聚合物形状重构[J];润滑与密封;2016年11期
9 ;未来最有发展前景的3D打印材料技术[J];工业设计;2017年08期
10 朱文超;崔海坡;郭丹一;许彦坤;;形状记忆聚合物特性及在生物医学领域应用中的优势[J];中国组织工程研究;2014年47期
11 刘婷婷;朱光明;魏堃;王永坤;宋蕊;;形状记忆聚合物复合材料的研究进展[J];高分子材料科学与工程;2013年11期
12 李进;王娟;石红;尤庆亮;陈勇;曹一平;;多功能形状记忆聚合物的研究进展[J];材料保护;2013年S1期
13 ;形状记忆聚合物研究获新进展[J];塑料科技;2011年08期
14 张世锋;姚兴芳;冯亚凯;李建章;;可降解形状记忆聚合物研究进展[J];热固性树脂;2009年05期
15 刘国勤;关春龙;朱贺;彭进;张琳琪;夏绍灵;王春华;;形状记忆聚合物的研究进展[J];河南化工;2007年07期
16 武秀根;郑百林;贺鹏飞;杨青;;增强形状记忆聚合物材料研究进展[J];材料工程;2006年S1期
17 姜敏,彭少贤,郦华兴;形状记忆聚合物研究现状与发展[J];现代塑料加工应用;2005年02期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 赵伟;刘立武;冷劲松;刘彦菊;;形状记忆聚合物及其复合材料的热力学行为研究[A];2018年全国固体力学学术会议摘要集(下)[C];2018年
2 刘立武;兰鑫;刘彦菊;冷劲松;;基于形状记忆聚合物复合材料的空间展开结构[A];2018年全国固体力学学术会议摘要集(上)[C];2018年
3 刘立武;兰鑫;刘彦菊;冷劲松;;基于形状记忆聚合物复合材料的空间展开结构[A];第十九届全国复合材料学术会议摘要集[C];2016年
4 刘立武;李丰丰;刘彦菊;冷劲松;;形状记忆聚合物复合材料的力学行为及其在航空航天的应用[A];中国力学大会-2015论文摘要集[C];2015年
5 李丰丰;王通;李相宇;刘立武;刘彦菊;冷劲松;;基于形状记忆聚合物复合材料的可展开结构[A];中国力学大会-2015论文摘要集[C];2015年
6 李鹏;韩余;刘彦菊;金鹏;冷劲松;;具有表面微结构的形状记忆聚合物薄膜的压缩变形研究及其应用[A];中国力学大会-2015论文摘要集[C];2015年
7 赵军;王桢文;陈敏;杨旻昊;唐路阳;;具有热致和电致双重响应特性的三重形状记忆聚合物[A];2014年全国高分子材料科学与工程研讨会学术论文集(下册)[C];2014年
8 陶然;杨庆生;;形状记忆聚合物多孔板的热力学分析[A];北京力学会第21届学术年会暨北京振动工程学会第22届学术年会论文集[C];2015年
9 王正道;汪越胜;;形状记忆聚合物复合材料屈曲变形分析模型[A];庆祝中国力学学会成立50周年暨中国力学学会学术大会’2007论文摘要集(下)[C];2007年
10 宋卫宾;王正道;;环氧树脂基形状记忆聚合物制备及性能研究[A];北京力学会第18届学术年会论文集[C];2012年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 李天奇;自修复形状记忆聚合物材料及柔性器件[D];吉林大学;2019年
2 魏洪秋;直写4D打印形状记忆聚乳酸材料及其性能研究[D];哈尔滨工业大学;2019年
3 方常青;基于分数阶导数的热致非晶态形状记忆聚合物本构研究[D];南京航空航天大学;2018年
4 李文兵;多刺激响应形状记忆聚合物复合材料的性能研究[D];哈尔滨工业大学;2019年
5 李宏泽;基于RAFT乳液聚合制备新型形状记忆聚合物的方法研究[D];浙江大学;2018年
6 陶然;形状记忆聚合物本构建模及其在智能结构分析中的应用[D];北京工业大学;2018年
7 郭晓岗;形状记忆聚合物及其复合材料的力学行为研究[D];哈尔滨工程大学;2016年
8 顾建平;热致非晶态形状记忆聚合物及其复合材料的本构研究[D];南京航空航天大学;2016年
9 张风华;电纺法制备形状记忆聚合物微米复合纤维薄膜及性能研究[D];哈尔滨工业大学;2016年
10 谢芳;化学交联与金属配位型形状记忆聚合物的制备及性能研究[D];哈尔滨工业大学;2016年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 印陈曦;形状记忆复合聚合物的回复行为研究[D];南京航空航天大学;2019年
2 刘蕾;基于介电弹性体和形状记忆聚合物的多稳态抓取结构研究[D];哈尔滨工业大学;2019年
3 王冰冰;碳纤维增强形状记忆聚合物3D打印兼赋形的关键技术研究[D];哈尔滨工业大学;2018年
4 冯芹;基于原位聚合的导电形状记忆聚合物分子复合材料的制备和性能表征[D];江苏大学;2019年
5 陈站站;纳米结构在柔性基底上的屈曲行为分析[D];华中科技大学;2019年
6 李春妍;4D打印形状记忆聚合物的载药结构及其释药行为研究[D];哈尔滨商业大学;2019年
7 刘松寒;形状记忆聚合物的自由恢复行为预测与分析[D];合肥工业大学;2019年
8 文豪;两性离子形状记忆聚合物的自修复及再塑形研究[D];深圳大学;2018年
9 徐红;氢键自交联聚丙烯酸酯型形状记忆聚合物的制备[D];青岛科技大学;2019年
10 刘康;复合响应形状记忆材料的制备与研究[D];苏州大学;2018年
中国重要报纸全文数据库 前4条
1 袁一雪;携带“复杂记忆”的可变形物质[N];东方城乡报;2016年
2 本报记者 张旻孚;纺织品在建筑中的应用尝试[N];中华建筑报;2013年
3 吴雯;废弃非良方 回收是正途[N];经济参考报;2001年
4 东华大学纺织学院教授 王府梅;PTT形状记忆面料 风头正劲[N];中国纺织报;2007年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978