[发明专利]一种热致型形状记忆聚合物的制备方法

说明书

本发明属于高性能形状记忆聚合物应用技术领域，涉及一种热致型形状记忆聚合物的制备方法。热致型形状记忆聚合物由导电高分子和热固性形状记忆树脂组成，导电高分子在热致型形状记忆聚合物中的含量为15wt％‑60wt％，导电高分子为聚苯胺及其衍生物等；热固性形状记忆树脂为形状记忆树脂。本发明采用导电高分子对热固性形状记忆聚合物进行改性，利用导电高分子通电产生热量的特点，可在通电的条件下使形状记忆聚合物的均匀受热，实现热固性形状记忆聚合物的热驱动变形。本发明中的形状记忆聚合物具有原热固性树脂本身良好的成型工艺性，可用复合材料主流成型工艺实现形状记忆复合材料的制备成型，是一种高性能结构‑功能一体化形状记忆复合材料的树脂基体。

技术领域

本发明属于高性能形状记忆聚合物应用技术领域，涉及一种热致型形状记忆聚合物的制备方法。

背景技术

形状记忆聚合物是一种刺激-感应型的新型功能高分子材料，具有能够在受外界刺激反应下改变其形状的特性，是一类新型智能材料。相对于形状记忆合金来说，形状记忆聚合物具有无可比拟的优点，包括密度低、形状回复率高、记忆回复温度宽、形变量大、可加工性好及成本低等优点。相对于热塑性形状记忆聚合物来说，热固性形状记忆聚合物热具有较高的力学性能、高耐温等级、耐候性好、成型加工性能好等特点，可作为智能变体飞行器和空间可自主展开大型机构用形状记忆复合材料结构件的树脂基体。

随着航空航天领域技术的发展，对材料提出了更高的使用要求。既具有一定承载能力，又具有特殊功能的结构-功能一体化复合材料成为先进航空航天复合材料构件的必然诉求。而热固性形状记忆聚合物基体的性能直接决定了热固性形状记忆复合材料的形状记忆功能、耐温等级以及力学性能。因此，高性能形状记忆树脂聚合物成为航空航天复合材料结构-功能一体化的决定性因素。

目前形状记忆聚合物的加热方式主要采用电阻丝(或片材)、加热箱等外部加热的方法，通过外部加热体对材料进行加热，实现形状记忆聚合物的功能。另外一种较为常见的热驱动方式是将导电粒子分散到形状记忆聚合物内部，通过通电制热的方式进行驱动。常用的导电体有碳纳米管、炭黑、镍粉、短切碳纤维等。

现有技术主要存在以下问题：

(1)采用电阻丝(或片材)等加热体对形状记忆聚合物进行加热时，加热体需外置到材料的表面，制造工艺过程相对复杂，升温过程中较难精确控制温度，造成由于局部温度过高而产生的材料形状记忆性能和力学性能损伤现象。另外，由于加热体与形状记忆复合材料热膨胀系数不匹配，加热体易发生分离脱落。

(2)采用导电粒子分散到形状记忆聚合物内部，通过通电制热的方式进行驱动的不足是导电粒子较难在形状记忆聚合物中进行均匀分散，通电时导致材料局部温度过高或过低，从而影响形状记忆聚合物的性能。另外，导电粒子一般都属于无机材料，与聚合物的界面结合性能较差，形状记忆聚合物的力学性能会发生一定程度的降低。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术中存在的不足，提出一种热致型形状记忆聚合物的制备方法。

本发明的技术方案是：热致型形状记忆聚合物由导电高分子和热固性形状记忆树脂组成，导电高分子在热致型形状记忆聚合物中的含量为15wt％-60wt％，导电高分子为以下一种或几种的组合：聚苯胺及其衍生物、聚乙炔及其衍生物、聚噻吩及其衍生物、聚苯磺酸及其衍生物、聚对吩嗪及其衍生物、聚芴及其衍生物、聚吡咯及其衍生物、聚吲哚及其衍生物；热固性形状记忆树脂为以下一种或几种的组合：形状记忆环氧树脂、形状记忆双马来酰亚胺树脂、形状记忆氰酸脂树脂、形状记忆聚酰亚胺树脂、形状记忆酚醛树脂、形状记忆不饱和聚酯树脂、形状记忆丙烯酸树脂。

本发明具有的优点和有益效果：