本文主要研究内容
作者王立斌（2019）在《基于TPV的形状记忆材料的结构及性能研究》一文中研究指出：本研究采用乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(EVA)制备了热致型形状记忆高分子(HSMP)材料,对其力学行为、取向结构、结晶行为及其形状记忆行为进行了系统研究;采用动态硫化法制备了基于EVA/丁腈橡胶(NBR)热塑性硫化胶(TPV)的HSMP材料,对其力学性能、微观结构、形状记忆性能和黏弹行为进行了系统研究;采用动态硫化法制备了基于甲基丙烯酸锌(ZDMA)原位增容EVA/NBR TPV的HSMP材料,系统研究了ZDMA增容前后EVA/NBR TPV力学性能和微观结构的变化,考察了变形温度、回复温度、橡塑比、ZDMA含量、变形量等因素对TPV形状记忆性能的影响,对TPV的形状记忆效应(SME)与其黏弹行为的内在关系进行了探讨,并提出了TPV基HSMP材料的SME产生机制,进而提出了基于热塑性弹性体(TPE)的HSMP的形状记忆性能调控方法和机制;通过熔融共混法制备了EVA/废旧丁腈橡胶胶粉(WNBRP)共混体系,以氯化聚乙烯橡胶(CM)作为增容剂,对其压缩Mullins效应及其可逆回复行为进行了系统研究。主要结果如下:(1)制备出基于EVA的HSMP材料,并对其结构及形状记忆性能进行了系统研究。EVA力学性能测试结果表明,EVA力学性能优良,属于热塑性弹性体(TPE)的范畴;FE-SEM观察结果表明,在EVA试样纵向拉伸表面上存在有明显的取向微观结构;DSC测试结果表明,对EVA试样的拉伸作用促进了其结晶的形成,变形回复后试样DSC曲线中存在结晶更为完善的熔融峰。形状记忆性能测试结果表明,EVA试样在拉伸、螺旋和卷曲模式下均可呈现出优秀的形状回复能力和较快的形状回复速度(形状回复时间<30 s);当变形温度接近EVA的熔点时,试样可同时获得良好的形状固定率(>95%)和优异的形状回复率(>95%);提高形状回复温度和传热效率可有效缩短材料达到最大形状回复率的时间;提出了一种EVA形状记忆效应的形成机制,EVA中的微晶区可对非晶区形成类似物理交联点的作用,微晶结构和支化分子链缠结一起构成了EVA的弹性网络,并赋予样品一个永久形状。(2)制备出基于EVA/NBR TPV的HSMP材料,并对其结构及形状记忆性能进行了系统研究。力学性能测试结果表明,随着动态硫化体系中EVA含量的增加,体系的断裂伸长率、拉伸强度以及撕裂强度明显增加,系列EVA/NBR动态硫化体系均属于TPE的范畴;FE-SEM观察结果表明:不规则的NBR硫化橡胶颗粒均匀地分散在刻蚀TPV样品表面,TPV的刻蚀表面呈现出典型的海岛结构,纵向拉伸表面上可以观察到明显的条带状取向微观结构;形状记忆性能测试结果表明,当变形温度接近EVA相的熔点时,EVA/NBR质量比为80/20的TPV试样形状固定率和形状回复率均大于95%,且可在拉伸、螺旋、卷曲多种模式下实现快速的形状回复(形状回复时间<30 s);温度扫描模式下的DMA测试结果表明,随着EVA/NBR TPVs中EVA含量的增加,其tanδ值降低,而E’值增加,结合形状记忆性能测试结果得知,EVA含量越高,TPV的形状固定能力越强;EVA/NBR TPV产生SME的机制被推导得出,即TPV的SME与变形温度相关,当变形温度接近EVA的熔点时,TPV展现出较好的SME。(3)制备出基于ZDMA原位增容EVA/NBR TPV的HSMP材料,并对其结构及形状记忆性能进行了系统研究。力学性能测试结果表明,ZDMA的原位增容显著改善了EVA/NBR TPV的力学性能;转矩-时间曲线表明,ZDMA的加入加快了NBR的交联速度,增大了其交联密度;FE-SEM观察结果表明,ZDMA的加入细化了NBR颗粒尺寸,极大地扩大了EVA/NBR界面面积,使得TPV的韧性提高,使得TPV纵向拉伸表面上的取向微观结构更加明显;形状记忆性能测试结果表明,EVA/ZDMA/NBR TPV样品可在拉伸、折叠、螺旋、卷曲模式下展现出良好的SME和极短的形状回复速度(~20 s),EVA/NBR/ZDMA TPV的形状固定能力和形状回复能力分别由EVA基体相和交联的NBR相决定,ZDMA的加入显著提升了EVA/NBR TPV的形状记忆性能,TPV样品在高应变下仍表现出优异的形状记忆性能;DSC测试结果表明,随着TPVs中NBR相含量的增多,EVA熔融峰值逐渐降低,熔限逐渐变宽,表明EVA相的结晶受到了NBR相以及ZDMA增容界面的干扰;DMA测试结果和应力松弛行为研究表明,更高的储能模量和更低的应力松弛率分别有利于EVA/NBR/ZDMA TPV展示出更高的形状固定率和形状回复率;提出了ZDMA增容EVA/NBR TPV的SME机制,ZDMA在界面处与NBR和EVA发生反应,增强了EVA和NBR相之间的界面相互作用,增加了两相之间的界面厚度,为力在界面处的传递提供了帮助,同时,ZDMA的加入使NBR颗粒的强度增大,使其在形状固定阶段可储存更多的弹性力,进而为形状回复提供强的驱动力;对TPE基HSMP的形状记忆性能的调控机制进行了归纳总结,发现对形状记忆性能的调控可通过引入新的弹性相或对两相界面进行增容等方式实现。(4)通过熔融共混法制备出EVA/WNBRP共混体系,采用CM为增容剂进行了增容,并对共混体系的Mullins效应及其可逆回复行为进行了系统研究。EVA/WNBRP和EVA/CM/WNBRP共混体系中均可观察到明显的应力软化现象,即Mullins效应,这种应力软化随着增容剂CM的加入被显著弱化;提高热处理温度或加入CM均会不同程度地增强EVA/WNBRP共混体系的压缩Mullins效应的可逆回复能力,尤其当热处理温度为100°C时其回复效果最佳。
Abstract
ben yan jiu cai yong yi xi -cu suan yi xi zhi gong ju wu (EVA)zhi bei le re zhi xing xing zhuang ji yi gao fen zi (HSMP)cai liao ,dui ji li xue hang wei 、qu xiang jie gou 、jie jing hang wei ji ji xing zhuang ji yi hang wei jin hang le ji tong yan jiu ;cai yong dong tai liu hua fa zhi bei le ji yu EVA/ding jing xiang jiao (NBR)re su xing liu hua jiao (TPV)de HSMPcai liao ,dui ji li xue xing neng 、wei guan jie gou 、xing zhuang ji yi xing neng he nian dan hang wei jin hang le ji tong yan jiu ;cai yong dong tai liu hua fa zhi bei le ji yu jia ji bing xi suan xin (ZDMA)yuan wei zeng rong EVA/NBR TPVde HSMPcai liao ,ji tong yan jiu le ZDMAzeng rong qian hou EVA/NBR TPVli xue xing neng he wei guan jie gou de bian hua ,kao cha le bian xing wen du 、hui fu wen du 、xiang su bi 、ZDMAhan liang 、bian xing liang deng yin su dui TPVxing zhuang ji yi xing neng de ying xiang ,dui TPVde xing zhuang ji yi xiao ying (SME)yu ji nian dan hang wei de nei zai guan ji jin hang le tan tao ,bing di chu le TPVji HSMPcai liao de SMEchan sheng ji zhi ,jin er di chu le ji yu re su xing dan xing ti (TPE)de HSMPde xing zhuang ji yi xing neng diao kong fang fa he ji zhi ;tong guo rong rong gong hun fa zhi bei le EVA/fei jiu ding jing xiang jiao jiao fen (WNBRP)gong hun ti ji ,yi lv hua ju yi xi xiang jiao (CM)zuo wei zeng rong ji ,dui ji ya su Mullinsxiao ying ji ji ke ni hui fu hang wei jin hang le ji tong yan jiu 。zhu yao jie guo ru xia :(1)zhi bei chu ji yu EVAde HSMPcai liao ,bing dui ji jie gou ji xing zhuang ji yi xing neng jin hang le ji tong yan jiu 。EVAli xue xing neng ce shi jie guo biao ming ,EVAli xue xing neng you liang ,shu yu re su xing dan xing ti (TPE)de fan chou ;FE-SEMguan cha jie guo biao ming ,zai EVAshi yang zong xiang la shen biao mian shang cun zai you ming xian de qu xiang wei guan jie gou ;DSCce shi jie guo biao ming ,dui EVAshi yang de la shen zuo yong cu jin le ji jie jing de xing cheng ,bian xing hui fu hou shi yang DSCqu xian zhong cun zai jie jing geng wei wan shan de rong rong feng 。xing zhuang ji yi xing neng ce shi jie guo biao ming ,EVAshi yang zai la shen 、luo xuan he juan qu mo shi xia jun ke cheng xian chu you xiu de xing zhuang hui fu neng li he jiao kuai de xing zhuang hui fu su du (xing zhuang hui fu shi jian <30 s);dang bian xing wen du jie jin EVAde rong dian shi ,shi yang ke tong shi huo de liang hao de xing zhuang gu ding lv (>95%)he you yi de xing zhuang hui fu lv (>95%);di gao xing zhuang hui fu wen du he chuan re xiao lv ke you xiao su duan cai liao da dao zui da xing zhuang hui fu lv de shi jian ;di chu le yi chong EVAxing zhuang ji yi xiao ying de xing cheng ji zhi ,EVAzhong de wei jing ou ke dui fei jing ou xing cheng lei shi wu li jiao lian dian de zuo yong ,wei jing jie gou he zhi hua fen zi lian chan jie yi qi gou cheng le EVAde dan xing wang lao ,bing fu yu yang pin yi ge yong jiu xing zhuang 。(2)zhi bei chu ji yu EVA/NBR TPVde HSMPcai liao ,bing dui ji jie gou ji xing zhuang ji yi xing neng jin hang le ji tong yan jiu 。li xue xing neng ce shi jie guo biao ming ,sui zhao dong tai liu hua ti ji zhong EVAhan liang de zeng jia ,ti ji de duan lie shen chang lv 、la shen jiang du yi ji si lie jiang du ming xian zeng jia ,ji lie EVA/NBRdong tai liu hua ti ji jun shu yu TPEde fan chou ;FE-SEMguan cha jie guo biao ming :bu gui ze de NBRliu hua xiang jiao ke li jun yun de fen san zai ke shi TPVyang pin biao mian ,TPVde ke shi biao mian cheng xian chu dian xing de hai dao jie gou ,zong xiang la shen biao mian shang ke yi guan cha dao ming xian de tiao dai zhuang qu xiang wei guan jie gou ;xing zhuang ji yi xing neng ce shi jie guo biao ming ,dang bian xing wen du jie jin EVAxiang de rong dian shi ,EVA/NBRzhi liang bi wei 80/20de TPVshi yang xing zhuang gu ding lv he xing zhuang hui fu lv jun da yu 95%,ju ke zai la shen 、luo xuan 、juan qu duo chong mo shi xia shi xian kuai su de xing zhuang hui fu (xing zhuang hui fu shi jian <30 s);wen du sao miao mo shi xia de DMAce shi jie guo biao ming ,sui zhao EVA/NBR TPVszhong EVAhan liang de zeng jia ,ji tanδzhi jiang di ,er E’zhi zeng jia ,jie ge xing zhuang ji yi xing neng ce shi jie guo de zhi ,EVAhan liang yue gao ,TPVde xing zhuang gu ding neng li yue jiang ;EVA/NBR TPVchan sheng SMEde ji zhi bei tui dao de chu ,ji TPVde SMEyu bian xing wen du xiang guan ,dang bian xing wen du jie jin EVAde rong dian shi ,TPVzhan xian chu jiao hao de SME。(3)zhi bei chu ji yu ZDMAyuan wei zeng rong EVA/NBR TPVde HSMPcai liao ,bing dui ji jie gou ji xing zhuang ji yi xing neng jin hang le ji tong yan jiu 。li xue xing neng ce shi jie guo biao ming ,ZDMAde yuan wei zeng rong xian zhe gai shan le EVA/NBR TPVde li xue xing neng ;zhuai ju -shi jian qu xian biao ming ,ZDMAde jia ru jia kuai le NBRde jiao lian su du ,zeng da le ji jiao lian mi du ;FE-SEMguan cha jie guo biao ming ,ZDMAde jia ru xi hua le NBRke li che cun ,ji da de kuo da le EVA/NBRjie mian mian ji ,shi de TPVde ren xing di gao ,shi de TPVzong xiang la shen biao mian shang de qu xiang wei guan jie gou geng jia ming xian ;xing zhuang ji yi xing neng ce shi jie guo biao ming ,EVA/ZDMA/NBR TPVyang pin ke zai la shen 、she die 、luo xuan 、juan qu mo shi xia zhan xian chu liang hao de SMEhe ji duan de xing zhuang hui fu su du (~20 s),EVA/NBR/ZDMA TPVde xing zhuang gu ding neng li he xing zhuang hui fu neng li fen bie you EVAji ti xiang he jiao lian de NBRxiang jue ding ,ZDMAde jia ru xian zhe di sheng le EVA/NBR TPVde xing zhuang ji yi xing neng ,TPVyang pin zai gao ying bian xia reng biao xian chu you yi de xing zhuang ji yi xing neng ;DSCce shi jie guo biao ming ,sui zhao TPVszhong NBRxiang han liang de zeng duo ,EVArong rong feng zhi zhu jian jiang di ,rong xian zhu jian bian kuan ,biao ming EVAxiang de jie jing shou dao le NBRxiang yi ji ZDMAzeng rong jie mian de gan rao ;DMAce shi jie guo he ying li song chi hang wei yan jiu biao ming ,geng gao de chu neng mo liang he geng di de ying li song chi lv fen bie you li yu EVA/NBR/ZDMA TPVzhan shi chu geng gao de xing zhuang gu ding lv he xing zhuang hui fu lv ;di chu le ZDMAzeng rong EVA/NBR TPVde SMEji zhi ,ZDMAzai jie mian chu yu NBRhe EVAfa sheng fan ying ,zeng jiang le EVAhe NBRxiang zhi jian de jie mian xiang hu zuo yong ,zeng jia le liang xiang zhi jian de jie mian hou du ,wei li zai jie mian chu de chuan di di gong le bang zhu ,tong shi ,ZDMAde jia ru shi NBRke li de jiang du zeng da ,shi ji zai xing zhuang gu ding jie duan ke chu cun geng duo de dan xing li ,jin er wei xing zhuang hui fu di gong jiang de qu dong li ;dui TPEji HSMPde xing zhuang ji yi xing neng de diao kong ji zhi jin hang le gui na zong jie ,fa xian dui xing zhuang ji yi xing neng de diao kong ke tong guo yin ru xin de dan xing xiang huo dui liang xiang jie mian jin hang zeng rong deng fang shi shi xian 。(4)tong guo rong rong gong hun fa zhi bei chu EVA/WNBRPgong hun ti ji ,cai yong CMwei zeng rong ji jin hang le zeng rong ,bing dui gong hun ti ji de Mullinsxiao ying ji ji ke ni hui fu hang wei jin hang le ji tong yan jiu 。EVA/WNBRPhe EVA/CM/WNBRPgong hun ti ji zhong jun ke guan cha dao ming xian de ying li ruan hua xian xiang ,ji Mullinsxiao ying ,zhe chong ying li ruan hua sui zhao zeng rong ji CMde jia ru bei xian zhe ruo hua ;di gao re chu li wen du huo jia ru CMjun hui bu tong cheng du de zeng jiang EVA/WNBRPgong hun ti ji de ya su Mullinsxiao ying de ke ni hui fu neng li ,you ji dang re chu li wen du wei 100°Cshi ji hui fu xiao guo zui jia 。
论文参考文献
论文详细介绍
论文作者分别是来自青岛科技大学的王立斌，发表于刊物青岛科技大学2019-07-19论文，是一篇关于乙烯醋酸乙烯酯共聚物论文,丁腈橡胶论文,热塑性硫化胶论文,界面增容论文,形状记忆论文,黏弹行为论文,青岛科技大学2019-07-19论文的文章。本文可供学术参考使用，各位学者可以免费参考阅读下载，文章观点不代表本站观点，资料来自青岛科技大学2019-07-19论文网站，若本站收录的文献无意侵犯了您的著作版权，请联系我们删除。
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