基于形状记忆高聚物材料表面改性

《基于形状记忆高聚物材料表面改性》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在应用文档-天天文库。

1、材料成型与加工专业课练习题目：基于形状记忆高聚物材料表面改性参考论文：ItIstheOutsideThatCounts:ChemicalandPhysicalControlofDynamicSurfaces指导老师：王华平姓名：戴协专业：材料工程班级：材硕135班学号：21303822013年11月12日东华大学材料成型加工综述基于形状记忆高聚物材料表面改性姓名：戴协学号：2130382东华大学材料科学与工程学院摘要：我们十分希望能动态地控制材料的表面化学和表面形态。SarahM.Brosnan等人在《ItIstheOutsideT

2、hatCounts:ChemicalandPhysicalControlofDynamicSurfaces》中设计了一个体系：它能在设定的时间中，通过用一种功能化的记忆材料，来操控其所呈现出的功能性和几何特征。这通过在记忆高聚物材料中添加一定量的叠氮化物单体来实现。这些材料能够在>1mm到100nm的范围内物理改变表面几何形态。运用铜协助点击化学，可以使很多的分子功能化从而得到不同的表面。在可调节的转化温度下，可以来结合这些特点来改变材料呈现的几何形态和功能性。本文结合了这种新型的聚合物材料表面改性方法，分析了其创新性以、不足之处以

3、及研究前景。关键词：表面化学；表面形态；形状记忆材料；功能化1研究背景1.1表面改性技术表面改性技术（surfacemodifiedtechnique）是采用化学的、物理的方法改变材料或工件表面的化学成分或组织结构以提高机器零件或材料性能的一类热处理技术。它包括化学热处理(渗氮、渗碳、渗金属等)；表面涂层(低压等离子喷涂、低压电弧喷涂、激光重熔复合等薄膜镀层、物理气相沉积、化学气相沉积等)和非金属涂层技术等。这些用以强化零件或材料表面的技术，赋予零件耐高温、防腐蚀、耐磨损、抗疲劳、防辐射、导电、导磁等各种新的特性。使原来在高速、高温

4、、高压、重载、腐蚀介质环境下工作的零件，提高了可靠性、延长了使用寿命，具有很大的经济意义和推广价值。我们迫切希望能控制表面性能，例如，表面能和表面形态。材料与环境之间的界面对它的功能至关重要。因此，人们对这些材料的研发更加广泛[1-6]。这对生物材料也很重要，因为表面能和形态会影响材料的关键性能，例如生物相容性；细胞生长、结合、排列、分化；生物降解；以及蛋白质吸收。这些功能的动态控制更值得关注。动态材料的应用范围从扩散材料（例如血管支架）[7-9]到有机体环境模拟材料（细胞信号传导）[10]以及生物传感器[11]。常用的表面改性方法

5、有：1、物理涂覆：是利用高聚物或树脂等对材料表面进行处理以达到填料表面改性的工艺。2、化学包覆：是利用有机物分子中的官能团与填料表面发生化学反应，对粉体颗粒表面进行包覆，使颗粒表面改性的方法。第11页共12页东华大学材料成型加工综述3、沉淀反应：是通过无机化合物在颗粒表面沉淀反应，在颗粒表面形成一层和多层包覆膜，以改善粉体表面性质。4、机械力化学：是利用超细粉碎或强烈机械作用有目的地对粉体表面进行激活，在一定程度上改变颗粒的晶体结构、溶解性能、化学吸附和反应活性等，从而达到粉体表面改性的目的。5、插层改性：是指利用层状结构的粉体颗粒

6、晶体层之间结合力较弱和存在可交换阳离子等特性，通过离子交换或化学反应改变粉体的层间和界面性质的改性方法。刺激响应材料一直想要达到这个目标[12-16]。温度和pH值响应水凝胶（例如聚N-异丙基丙烯酰胺以及它的共聚物）已被证明能很好地驱动细胞基质，因为它们能够依靠温度（高于或低于它的最低临界溶解温度）来改变材料表面亲疏水性[17-21]。1.2形状记忆聚合物材料20世纪70年代中期，美国国家航空航天局（NASA）考虑到其在航空航天领域的潜在应用价值，对不同牌号的PE辐射交联后的形状记忆特性又进行了仔细的研究[22]，证实了辐射交联的形

7、状记忆性能，才又引起人们的兴趣。20世纪80年代，美国Raychem公司，RDI公司进一步将交联聚烯烃类形状记忆聚合物商品化，广泛应用于电线电缆、管道的接续与防护，至今F系列战斗机、Boeing飞机上的电线接续与线挽仍在广泛使用这类记忆材料。近年来，又先后发现了聚降冰片烯[23]、反式聚异戊二烯冻[24,25]、（苯乙烯/丁二烯）共聚物[26,27]、聚氨酯[28,29]、聚酯[30,31]等聚合物也具有明显的形状记忆效应，并具有许多重要的应用前景。依据形状记忆聚合物实现记忆功能的条件不同，可将其分为感光型、感酸碱型和感温型等。感光

8、型的形状记忆聚合物是指在光的作用下，某些聚合物的结构会发生一些变化，从而引起聚合物尺寸的变化。感酸碱型的形状记忆聚合物是指在溶液体系中，值的变化能引起尺寸或聚集状态变化的聚合物。目前研究最多并投人广泛使用的主要是感温型的形状记忆聚合物