基于双马来酰亚胺树脂形状记忆聚合物合成及表征

《基于双马来酰亚胺树脂形状记忆聚合物合成及表征》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、国内图书分类号：TB332学校代码：10213国际图书分类号：620密级：公开工程硕士学位论文基于双马来酰亚胺树脂的形状记忆聚合物的合成及表征硕士研究生：张启伟导师：黄龙男教授申请学位：工程硕士学科：材料工程所在单位：材料科学与工程学院答辩日期：2013年6月授予学位单位：哈尔滨工业大学ClassifiedIndex:TB332U.D.C:620DissertationfortheMasterDegreeinEngineeringSYNTHESISANDCHARACTERIZATIONOFBISMALEIMIDEBASEDSHAPEMEMORYPOLYM

2、ERSCandidate：ZhangQiweiSupervisor：Prof.HuangLongnanAcademicDegreeAppliedfor：MasterofEngineeringSpeciality：MaterialEngineeringAffiliation：SchoolofMaterialsScienceandEngineeringDateofDefence：June,2013Degree-Conferring-Institution：HarbinInstituteofTechnology哈尔滨工业大学工程硕士学位论文摘要近年来，形状记忆

3、聚合物作为一种智能材料在各方面均取得了较大的发展。其中，热固性聚合物由于其独特的性能而在航空航天、智能织物、生物医学装置和家用产品等方面都具有潜在的应用价值，吸引了研究者的广泛关注。为了继续拓宽形状记忆聚合物在上述领域的应用范围，有必要制备出力学性能更强，转变温度更高而且具有性能可设计性的形状记忆聚合物。本文制备了一系列具有不同玻璃化转变温度的基于双马来酰亚胺树脂的形状记忆聚合物，并对其性能进行了详细表征。通过拉伸性能测试，动态热机械分析，热失重分析和差示扫描量热法分析对所制备的形状记忆材料的静态力学性能、动态力学性能、耐热性以及在升温过程中的热性能变化

4、进行了表征。通过傅里叶变换红外光谱和X射线光电子能谱对材料的微观结构和化学组成进行了分析。通过溶胀测试对不同样品的交联密度进行了比较。最后，采用折叠/展开实验来验证和测试所制得材料的形状记忆性能并从热力学角度加以分析。研究发现，随着二环己基甲烷-4,4'-二异氰酸的加入，材料的拉伸强度由26.8MPa提升到50.8MPa，弹性模量也由249.6MPa升高到707.4MPa，但材料的韧性有所降低。材料的储能模量与损耗模量经过玻璃化转变后下降了两个数量级，这是其具备形状记忆效应的必要条件。材料的玻璃化转变温度随着交联密度的升高而升高，温度范围为90~115℃

5、。耐热性能随交联密度升高而降低，但程度不大。通过红外光谱可知聚合物材料中仍含有没反应的异氰酸酯基团，导致样品没有充分交联，若能改进固化工艺还能进一步提升样品性能。通过XPS谱图得知样品的化学组成基本一致，因此决定其性能差异的原因为分子内部微观结构的不同。通过溶胀测试对不同样品的交联密度进行了定性比较，验证了样品的交联密度确实随着二环己基甲烷-4,4'-二异氰酸含量的增加而增大。对样品的形状记忆效应进行了一系列测试，知其具有较高的形状回复率和形状固定率，而且温度对形状记忆效应的影响十分显著，从热力学角度指出形状回复过程的本质是孤立系统自发由有序向无序转变的

6、行为。关键词：形状记忆聚合物；改性双马来酰亚胺树脂；高温性能-I-哈尔滨工业大学工程硕士学位论文AbstractShapememorypolymers(SMPs)asatypeofsmartmaterialshaveachievedremarkableadvancesinrecentyears.ThermosetSMPswithpotentialapplicationsinbiomedicaldevices,aerospace,textilesandhouseholdproductshaveattractedgreatinterestsofresearc

7、hersforitsuniqueproperties.InordertofurtherenhanceandbroadentheapplicationsofSMPs,highertransitiontemperatureandpropertytailorabilityarenecessaryfortheapplicationsabove,especiallyforaerospace.Inthisstudy,aseriesofSMPsaresynthesizedmainlybasedonbismaleimide(BMI)withdifferentglasst

8、ransitiontemperatures,andthepropertiesof