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1、为了适应公司新战略的发展，保障停车场安保新项目的正常、顺利开展，特制定安保从业人员的业务技能及个人素质的培训计划生活中智能材料智能材料形状记忆高分子材料摘要高分子形状记忆材料近年来吸引了许多研究者的目光,因其低廉的成本、优异的加工性能、良好的回复性、多变的力学和物理性能等优势迅速地发展起来。按形状记忆的方式,它可分为热致感应型、光致感应型和化学物质感应型等,能满足不同的应用需求。AbstractShapememorypolymermaterialshaveattractedmanyresearchersattentioninrecentyears,duetoitslowcost,excelle
2、ntprocessingperformance,goodrecovery,andthemechanicalandphysicalpropertiesoftheadvantagesofdevelopingrapidly.Accordingtothewayofshapememory,itcanbedividedintothermalinducedtype,lightinducedtypeandchemicalinductiontype,canmeetdifferentapplicationrequirements.关键词：形状记忆高分子形状记忆树脂热致感应性一、形状记忆高分子材料定义形状记忆高分子
3、SMP材料是指具有初始形状的制品，在一定的条件下改变其初始形状并固定后,通过外界条件等的刺激，又可恢复其初始形状的高分子材料。二、形状记忆高分子必备条件1.聚合物材料本身应具有结晶和无定形的两相结构，且两相结构的比例应适当。2.在玻璃化温度或熔点以上的较宽温度范围内呈现高弹态，并具有一定的强度，以利于实施变形。3.在较宽的环境温度条件下具有玻璃态，保证在贮存状态下冻结应力不会释放。三、形状记忆高分子材料结构高分子的各种性能是其内部结构的本质反映，而高分子的形状记忆功能是有其特殊的内部结构决定的。目前开发的形状记忆高分子一般是有保持固定成品形状的固定相和在某种温度下能可逆的发生软化硬化的可逆相组
4、成。固定相的作用是初始形状的记忆和恢复，第二次变形和固定则是有可逆相来完成。固定相可以是高分子的交联结构、部分结晶结构、高分子的玻璃态或分子链的缠绕等。可逆相则为产生结晶与结晶熔融可逆变化的部分结晶相，或发生玻璃态与橡胶态可逆转变的相结构。图一形状记忆高分子的相结构四、形状记忆高分子材料分类形状记忆高分子材料根据其形状回复原理可分为：电致感应型SMP、光致感应型SMP、化学感应型SMP、热致感应型SMP。热致感应型SMP：在室温以上变形，并能在室温固定形变且可长期存放，当温度再升至某一特定响应温度时，制件能很快回复初始形状的聚合物。电致感应型SMP:热致型形状记忆功能高分子与具有导电性能物质复
5、合材料。其记忆机理与热致感应型SMP相同该复合材料通过电流产生的热量使体系温度升高，致使形状回复，所以既有导电性能，又有良好的形状记忆功能，主要用于电子通讯及仪器仪表等领域,如电子集束管、电磁屏蔽材料等。光致感应型SMP：将某些特定的光致变色基团引入高分子主链或侧链中当受到光照射时，POG发生光异构化反应，使分子链的状态发生显著变化，材料在宏观上表现为光致形变;光照停止时，光致变色基团发生可逆的光异构化反应，分子链的状态回复，材料也回复其初始形状。该材料用作印刷材料，光记录材料，“光驱动分子阀”和药物缓释剂等。化学感应型SMP：利用材料周围介质性质的变化来激发材料变形和形状回复。常见的化学感应
6、方式有PH值变化，平衡离子置换，螯合反应，相转变反应和氧化还原反应等，这类物质有部分皂化的聚丙烯酰胺，聚乙烯醇和聚丙烯酸混合物薄膜等。该材料用于蛋白质或酶的分离膜等特殊领域。五、形状记忆高分子的记忆原理通常认为，形状记忆聚合物可看作是两相结构，即由在形状记忆过程中保持固定形状的固定相(或硬链段)和随温度变化，能可逆地固化和软化的可逆相(或软链段)组成。可逆相一般为物理交联结构，通常在形状记忆过程中表现为软链段结晶态、玻璃态与熔化态的可逆转换；固定相则包括物理交联结构或化学交联结构。在形状记忆过程中其聚集态结构保持不变，一般为玻璃态、结晶态或两者的混合体。因此，该类聚合物的形状记忆机理可以解释为
7、当温度上升到软链段的熔点或高弹态时，软链段的微观布朗运动加剧，易产生形变，但硬链段仍处于玻璃态或结晶态，阻止分子链滑移，抵抗形变，施以外力使其定形；当温度降低到软链段玻璃态时，其形变被冻结固定下来，提高温度，可以回复至其原始形状。也可以这样认为，形状记忆高分子就是在聚合物软链段熔化点温度上表现为高弹态，人为地在高弹态变化过程中引入温度下降或上升等因素，高分子材料则发生从高弹态到玻璃态之间转化的过程。图二形状记忆过程六、热致感应型材料的应用近年来,科研工作者对热致感应型纤维产生了浓厚的兴趣。韩永良等1-2指出今后应大力开发智能型热致感应形状记忆纤维的直接纺丝生产技术,提高纤维的形变回复力及尺寸稳
8、定性,纤维的应用前景看好。胡金莲及周凤飞等3-4阐述了形状记忆高分子材料在纺织中的应用性能。聚烯烃类热致感应型材料就其性能又可分为通用型和阻燃型两大类,通用型价格便宜,使用面广,可大量用于包装工业;阻燃型则大多用于国防尖端技术,如导弹、火箭、飞机等工业。聚酯类有良好的电学性能及极好的机械物理性能,所以广泛应用于电器工业的包封材料。氟塑料类则由于它们的耐高温、耐老化、耐化学腐蚀及优异的电学性能,因而这一类收缩材料的应用领域主要是国防军事工业及尖端工业,可用于不同口径高分子管材的接口和铆钉、医疗固定器具、火灾报警器感温装置等。某些用形状记忆高分子材料做成的便携式容器和玩具在登山、旅游时携带十分方便
9、。需要时用热水加热使之回复到原状,取出冷却固定后即可使用。高强度的形状记忆高分子材料还可做做汽车的挡板和保险杠等,在汽车发生碰撞之后只需用热风加热即可使变形部分回复原状。七、形状记忆高分子材料研究方向1.进一步改进高分子材料的性能,降低成本。2.在保持形状记忆功能的前提下,充分运用分子设计技术和材料的改性技术,提高SMP的综合性能。3.将成本较高的形状记忆树脂与价廉的通用树脂共混,开发兼有多种效用的新型形状记忆高分子材料,或者将通用的工程树脂开发为形状记忆树脂,使其既具有工程技术性能又具有特异形状记忆功能的高分子材料。4.把高温侧和低温侧的单向形状记忆性巧妙地组合起来,开发双向性形状记忆树脂以
10、及多重可逆性形状记忆复合高分子材料。八、结论形状记忆高分子不仅具有形变量大、赋形容易、形状恢复温度便于调整、加工方便的优点,而且种类丰富、质轻价廉。在医疗、航天、建筑等诸多方面能发挥独特优异的功能。未来的形状记忆高分子将更加多功能、多样化，更廉价、双向记忆。总之，随着形状记忆材料的理论研究和应用开发的不断深入，将使形状记忆材料向多品种、多功能和专业化方向发展，进步拓宽其应用领域，使形状记忆材料可能成为21世纪重点发展的新型材料！参考文献1234韩永良,陈莉,宋雪飞.合成纤维工业,XX,28(1):5053韩永良,陈莉.河北化工,XX,(5):15胡金莲,杨卓鸿.印染,XX,(3):4447周凤
11、飞,陈莉.纺织科学研究,XX,(3):913院部：专业：姓名：任课教师：学号：材料与生活课程论文建筑工程学院工程管理1徐睿林青摘要:随着社会的发展，材料在人类生活中的应用极为普遍。大到航天科技，小到衣食住行，在现实生活中无一处与材料科学无关。可以说材料科学每进步一小步，人类文明就进步一大步。关键词：发展材料生活应用引言“没有金刚钻，别揽瓷器活”。这个谚语强调了工具的重要性。其实，这句话里还有另一层意思，那就是材料的重要性。材料还深刻地影响着人类的生产生活方式。从无机材料到有机材料，人类文明又有一次大的飞跃。橡胶、塑料、纤维三大合成材料的不断创新与发展，使人类对皮革、木材、棉花和丝绸等自然材料的
12、依赖性大大降低。在一些领域里，三大合成材料部分或大部分替代了金属、木材、石材等。铝及合金的使用，使航空航天业得到空前发展，反过来又带动了材料科学的发展。硅等半导体材料为信息化提供了有力支撑，人类传递、储存信息的方式日新月异。科学家利用超材料正将“隐身衣”变为现实。超材料产品还可以加速信息传输和降低能耗、大幅度提高太阳能的利用效率，等等。而纳米科技和纳米器件的发展，可能从根本上改变人类的社会生活和生产方式。一、材料的作用材料在人类社会发展进程中的作用所谓材料，是指经过某种加工，具有一定结构、组分和性能，并可应用于一定用途的物质。在实践中，人们按用途把材料分成结构材料和功能材料。结构材料主要是利用
13、其强度、韧性、力学及热力学等性质。功能材料则主要利用其声、光、电、磁、热等性能。按化学成分分类，则可把材料分为金属材料、有机高分子材料、无机非金属材料及复合材料等。某一种新材料的问世及其应用，往往会引起人类社会的重大变革。人们把人类历史分为石器、青铜器和铁器时代。在群居洞穴的猿人旧石器时代，通过简单加工获得石器帮助人类狩猎护身和生存，随着对石器加工制作水平的提高，出现了原始手工业如制陶和纺织，人们称之为新石器时代。青铜是铜锡铝等元素组成的合金，与纯铜相比，青铜熔点低，硬度高，比石器易制作且耐用。青铜器大大促进了农业和手工业的出现。铁器时代则被认为是始于XX多年前，春秋战国时代，由铁制作的农具、
14、手工工具及各种兵器，得以广泛应用，大大促进了当时社会的发展。钢铁、水泥等材料的出现和广泛应用，人类社会开始从农业和手工业社会进入了工业社会。本世纪半导体硅、高集成芯片的出现和广泛应用，则把人类由工业社会推向信息和知识经济社会。基于材料对社会发展的作用，人们已提出信息。能源和材料并列为现代文明和生活的三大支柱。在三大支柱中，材料又是能源和信息的基础。三、当前新材料的发展方向高性能化、高功能化、高智能化随着人类对材料的性能与微观结构的研究与认识，决定材料性能的本质已被或正在被人们揭示和掌握，并通过新工艺、新技术、新设备，在日益成熟的现代材料设计理论的指导下，创造出各种性能更好的新型材料。结构材料在
15、向强度、刚度、韧性、耐高温、耐腐蚀、高弹、高阻尼大幅度提高的方向发展。高性能结构材料不断出现和广泛应用，促进新产品向体积小、重量轻、资源省、能耗低、成本低、利润高的方向发展。功能材料也在由单一功能向多种功能开发方向发展，并把功能材料与元器件结合起来，实现一体化，即材料本身就具有元器件的功能，这样就促进了元器件的小型化和多功能化。智能材料是近年来与信息科学紧密结合而产生的，它同时具有感知和激励双重功能。如形状记忆合金，压电陶瓷，光导纤维，磁致伸缩材料等。智能材料是一种超功能材料，这些功能往往能够解决传统材料难以解决的技术难题。在重要工程和尖端技术领域具有重大的应用前景。复合化由于单一材料，如金属材料、无机非金属材料和有机高分子材智能材料在绿色建材中的应用随着材料科学和电子技术控制手段发展和进步，未来的建筑行业将会不断走向智能化。智能材料将会是未来建筑建设重要材料，智
