[发明专利]一种应力响应智能材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于功能性材料领域，具体涉及一种应力响应智能材料及其制备方法。

背景技术

智能材料结构式一门新兴起的多学科交叉的综合科学。80年代末随着材料技术和大规模集成电路技术的进步，美国军方首先提出了智能材料与结构的设想和概念。智能材料又称为机敏材料，是具备感知、自诊断、自适应、自修复等功能的材料。

申请号201310069412.6，名称为一种应力响应智能材料的制备方法，包括以下步骤：A)将聚二有机硅氧烷、含硼化合物、双官能团扩链剂和功能化改性剂混合，进行反应，干燥，得到应力响应智能材料前驱体；B)将所述应力响应智能材料前驱体经过后处理，得到应力响应智能材料；所述后处理为加热、微波辐射、与分散剂混合后再去除分散剂、挤出和辊压中的一种或多种。本发明所提供的应力响应智能材料虽然具有较好的自修复能力，但应力响应速度有待提高，且能量吸收率不够。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的提供一种应力响应智能材料及其制备方法，该材料应力响应快，能量吸收率高，自我修复，且制备方法简单。

为解决现有技术问题，本发明采取的技术方案为：

一种应力响应智能材料，包括以下按重量份数计的组分：聚二有机硅氧烷40-58份、硼化钠8-14份、泡沫铝1-4份、纳米镍23-48份、石墨烯23-30份、碳纤维12-19份、氮化硅23-45份、二氧化钒1-8份、柠檬酸钠23-38份、聚乙二醇24-35份、偶氮异丁腈21-28份、N-异丙基丙烯酰胺10-18份、水48-72份。

作为改进的是，上述应力响应智能材料，包括以下按重量份数计的组分：聚二有机硅氧烷55份、硼化钠12份、泡沫铝3份、纳米镍34份、石墨烯28份、碳纤维17份、氮化硅32份、二氧化钒6份、柠檬酸钠35份、聚乙二醇28份、偶氮异丁腈27份、N-异丙基丙烯酰胺14份、水67份。

作为改进的是，所述碳纤维的长度为10-30μm。

上述应力响应智能材料的制备方法，包括以下步骤：步骤1，称取各组分；步骤2，将二氧化钒加热到70-80℃，再加入N-异丙基丙烯酰胺搅拌均匀后，加入碳纤维保温10-20min，过滤后去离子水清洗滤渣，干燥得负载二氧化钒的碳纤维；步骤3，将氮化硅加热融化后，加入石墨烯搅拌后，保温10-30min，过滤后清洗滤渣，烘干得改性石墨烯；步骤4，将聚二有机硅氧烷、硼化钠、泡沫铝、纳米镍投入反应釜中融化后，加入柠檬酸钠、聚乙二醇、偶氮异丁腈，搅拌均匀后，再加入负载二氧化钒的碳纤维和改性石墨烯，继续搅拌投入挤出机中挤出即可。

作为改进的是，步骤2中搅拌速度为480-520rpm。

作为改进的是，步骤4挤出机的挤出温度为280-320℃。

与现有技术相比，本发明通过在碳纤维上负载二氧化钛，以及对石墨烯的改性，提高了该材料的应力响应能力和能量吸收率。

具体实施方式

下面通过具体实施例对本发明作进一步详细介绍。

实施例1

一种应力响应智能材料，包括以下按重量份数计的组分：聚二有机硅氧烷40-58份、硼化钠8-14份、泡沫铝1-4份、纳米镍23-48份、石墨烯23-30份、碳纤维12-19份、氮化硅23-45份、二氧化钒1-8份、柠檬酸钠23-38份、聚乙二醇24-35份、偶氮异丁腈21-28份、N-异丙基丙烯酰胺10-18份、水48-72份。

作为改进的是，所述碳纤维的长度为10-30μm。

上述应力响应智能材料的制备方法，包括以下步骤：步骤1，称取各组分；步骤2，将二氧化钒加热到70℃，再加入N-异丙基丙烯酰胺搅拌均匀后，加入碳纤维保温10min，过滤后去离子水清洗滤渣，干燥得负载二氧化钒的碳纤维；步骤3，将氮化硅加热融化后，加入石墨烯搅拌后，保温10min，过滤后清洗滤渣，烘干得改性石墨烯；步骤4，将聚二有机硅氧烷、硼化钠、泡沫铝、纳米镍投入反应釜中融化后，加入柠檬酸钠、聚乙二醇、偶氮异丁腈，搅拌均匀后，再加入负载二氧化钒的碳纤维和改性石墨烯，继续搅拌投入挤出机中挤出即可。其中，步骤2中搅拌速度为480rpm，步骤4挤出机的挤出温度为280℃。

实施例2