三重形狀記憶環(huán)氧樹脂復(fù)合材料的制備及性能研究.pdf

1、與傳統(tǒng)的二重形狀記憶聚合物(Shape Memory Polymers, SMP)相比，最近被報道的三重形狀記憶聚合物在航空航天、生物醫(yī)療、紡織等領(lǐng)域具有更好的應(yīng)用前景。
　　為了實現(xiàn)環(huán)氧樹脂復(fù)合材料的三重形狀記憶性能，簡化三重形狀記憶聚合物的制備工藝，本文采用具有良好通用性和較好二重形狀記憶性能的環(huán)氧樹脂為基體，通過結(jié)構(gòu)設(shè)計，制備具有三重形狀記憶性能的環(huán)氧樹脂復(fù)合材料，以期擴大環(huán)氧樹脂復(fù)合材料在形狀記憶領(lǐng)域的應(yīng)用范圍，并為三重形

2、狀記憶環(huán)氧樹脂復(fù)合材料的制備提供新的途徑。
　　首先，將環(huán)氧樹脂與不同比例的納米二氧化硅和聚乙二醇(PEG)混合，制備具有不同玻璃化轉(zhuǎn)變溫度的二氧化硅/環(huán)氧樹脂復(fù)合材料。通過優(yōu)化工藝，改善納米二氧化硅在環(huán)氧樹脂中的分散性。并對復(fù)合材料的微觀形態(tài)、熱力學(xué)性能，二重形狀記憶性能等進行表證。在此基礎(chǔ)上，選用制備的不同玻璃化轉(zhuǎn)變溫度的二重形狀記憶環(huán)氧樹脂復(fù)合材料，通過層合復(fù)合，制備三重形狀記憶環(huán)氧樹脂復(fù)合材料，并對其三重形狀記憶性能進行表

3、證。結(jié)果表明，制備的復(fù)合材料中，二氧化硅粒子分散性良好；通過改變復(fù)合材料的組分，可以調(diào)控復(fù)合材料的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度；納米二氧化硅的加入，可以提高環(huán)氧樹脂復(fù)合材料的雙重形狀記憶性能；通過層合復(fù)合后，制備的雙層環(huán)氧樹脂復(fù)合材料具有良好的三重形狀記憶性能。
　　其次，為了使三重形狀記憶環(huán)氧樹脂復(fù)合材料具有更好的環(huán)保性能和生物相容性，采用兩種方法制備了聚己內(nèi)酯(PCL)/環(huán)氧樹脂復(fù)合材料。一是將不同質(zhì)量的PCL與環(huán)氧樹脂共混，制備PCL/環(huán)

4、氧樹脂共混復(fù)合材料，二是改變目前三重形狀記憶聚合物及復(fù)合材料只是聚合物的共混或顆粒填充復(fù)合材料的現(xiàn)狀，制備了 PCL纖維膜/環(huán)氧樹脂復(fù)合材料，探索其具有三重形狀記憶性能的可能性。采用場發(fā)射掃描電子顯微鏡(FE-SEM)和差示掃描量熱儀(DSC)、動態(tài)熱機械分析儀(DMA)對兩種PCL/環(huán)氧樹脂復(fù)合材料的微觀結(jié)構(gòu)、熱機械性能和三重形狀記憶性能進行了對比分析，結(jié)果顯示，兩種復(fù)合材料在形貌上差別明顯，在三重形狀記憶性能上差別很大；PCL/環(huán)氧

5、樹脂共混復(fù)合材料的微觀相不連續(xù)，且不具備三重形狀記憶性能；而PCL纖維膜/環(huán)氧樹脂復(fù)合材料中，PCL與環(huán)氧樹脂形成了貫穿，復(fù)合材料具有良好的三重形狀記憶性能，但形狀固定率有待進一步提高。
　　再次，為了進一步提高PCL纖維膜/環(huán)氧樹脂三重形狀記憶復(fù)合材料的形狀固定率，以蒙脫土為改性劑，對PCL纖維膜進行改性。利用FE-SEM、透射電子顯微鏡(TEM)對PCL纖維膜的微觀結(jié)構(gòu)進行了觀察，確認了PCL纖維膜中蒙脫土的存在。利用改性的P