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摘 要

本课题以聚乙烯-醋酸乙烯酯(EVA)为基体，反式聚异戊二烯(TPI)为改性体，以二甲苯为溶剂，经过挥干成膜、热压成型和紫外交联等步骤制备了一种具有良好温控形状记忆效应(SME)的高分子复合材料。

通过DSC和XRD测试分析薄膜的内部结构；通过热压成型后的角度回复测试和拉伸测试检测其形状记忆效应；对具有良好形状记忆效应的薄膜进行喷金，以实现功能物质的表面富集并对其进行SEM测试和UVPC测试。

对制得的薄膜进行热压和冷却即可获得中间形态。对中间形态的薄膜进行刻蚀、打孔、载物以使其具有特定的形状及功能，再控制温度的变化就能使聚合物恢复初始形状。与在普通聚合物上直接富集、打孔相比，利用形状记忆聚合物进行此类操作具有操作简单、精度高等优点。测试结果表明，形状记忆聚合物在一些药物载体、驱动器中具有广阔的应用前景。

关键词：形状记忆效应 拉伸形变 表面富集 光栅衍射

Surface Enrichment of Functional Materials Based on Polymer with shape memory effect

Abstract

A high molecular composite with good shape memory effect (SME) was prepared by using polyvinyl acetate (EVA) as matrix, trans-polyisoprene (TPI) as modifier and dimethylbenzene as solvent by means of membrane drying, hot pressing and violet bonding.

The internal structure of the film was analyzed by DSC and XRD.The shape memory effect was tested by angle recovery test and stretch test after hot pressing.The film with good shape memory effect was sprayed with gold to achieve surface enrichment of functional substances and tested by SEM and UVPC.

The intermediate form can be obtained by hot pressing and cooling the prepared film.Etch, perforate and carry material to give the film a specific shape and function, and then control the temperature changes to enable the polymer to return to its original shape.Compared with direct enrichment and drilling on ordinary polymers, shape memory polymers have the advantages of simple operation and high precision.The results show that shape memory polymers have broad application prospects in some drug carriers and drivers.

Key Words: Shape memory effect; Tensile deformation; Surface enrichment;

Grating diffraction

目 录

摘 要 I

ABSTRACT II

第一章 绪论 1

1.1 形状记忆聚合物 1

1.1.1 研究背景 1

1.1.2 发展历史 1

1.1.3 作用机理 1

1.2 可逆形状记忆聚合物 2

1.2.1 研究背景 2

1.2.2 改进方法 3

1.3 拉伸软化行为 4

1.3.1 作用原理 4

1.3.2 影响因素 5

1.4 颈缩行为 5

1.4.1 作用原理 5

1.4.2 研究进展 6

1.4.3 基本理论 6

1.4.4 应对方法 7

1.5 表面富集 8

1.5.1 研究背景 8

1.5.2 富集方法 8

1.6 展望 10

第二章 实验方法 11

2.1 主要原料及试剂 11

2.2 主要实验设备 11

2.3 材料的制备 12

2.3.1 紫外交联法制备聚合物薄膜材料 12

2.3.2 实验配方 13

2.4 材料表征 13

2.4.1 X射线衍射（XRD）物相分析 13

2.4.2 差式扫描量热法（DSC） 13

2.4.3 角度回复测试 14

2.4.4 拉伸测试 14

2.4.5 微米褶皱光栅衍射测试 15

第三章 实验结果与讨论 17

3.1 X射线衍射（XRD）物相分析 17

3.2 差式扫描量热法（DSC） 17

3.3 角度回复测试 18

3.4 拉伸测试 20

3.5 微米褶皱光栅衍射测试 22

第四章 结论与展望 25

4.1 结论 25

4.2 不足 25

4.3 展望 26

参考文献 27

致谢 31

第一章 绪论

1.1 形状记忆聚合物

1.1.1 研究背景

现今，作为当代科学中重要的一环，智能材料已经日益成为科学家们研究的焦点。作为新型的刺激-响应型智能材料，形状记忆聚合物(SMP)具有广泛的应用前景。它可以被制成电敏、光敏、磁敏、热敏材料，其形状记忆性能还可以通过微波加热、化学反应等途径进行触发^[1]。加入形状记忆聚合物可以大大改善智能材料的性能，拓宽了智能材料在医疗^[2]、交通、农业等领域的应用。

1.1.2 发展历史

早在20世纪40年代，就有科学家在实验中发现了形状记忆效应。国外科学家Vernon^[3]在进行甲基丙烯酸酯的实验时，意外发现了所制得的样品表现出了“弹性记忆”。1960年，Charlesby详细阐述了实验过程中发现的交联聚乙烯具有的形状记忆效应。1965年，部分生产厂家将形状记忆理念应用到了商业产品的生产过程中，以改善部分产品的使用性能。20世纪80年代，ORKEM公司和杰昂公司合作，研发出了聚降冰片烯，经实验测试，这种聚合物具有较好的形状记忆效应^[4]。随后，形状记忆聚合物优异的性能很快吸引了世界各国的科学家对其进行研究，其应用领域也越来越广。

1.1.3 作用机理

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