形状记忆高分子材料

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1、形状记忆高分子形状记忆高分子（SMP） 之最近十年研究进展 制作人：金材1102班2目录目录 形状记忆高分子概述形状记忆高分子概述12最近十年应用最广泛行业最近十年应用最广泛行业34形状记忆效应的应用形状记忆效应的应用存在的问题及研究方向存在的问题及研究方向形状记忆高分子最新研究进展举例形状记忆高分子最新研究进展举例51.1 形状记忆高分子概述形状记忆高分子概述1.1定义：定义：形状记忆高分子（形状记忆高分子（Shape Memory Polymer）SMP材料是指具有初始形状的制品，在一定的条件下改变其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初始形状并固定后,通过外界

2、条件（如热、光、电、化学通过外界条件（如热、光、电、化学感应等）的刺激，又可恢复其初始形状的高分子材料。感应等）的刺激，又可恢复其初始形状的高分子材料。1.2. 产生记忆效应的内在原因产生记忆效应的内在原因 需要从结构上进行分析。由于柔性高分子材料需要从结构上进行分析。由于柔性高分子材料的长链结构，分子链的长度与直径相差十分悬殊，的长链结构，分子链的长度与直径相差十分悬殊，柔软而易于互相缠结，而且每个分子链的长短不一，柔软而易于互相缠结，而且每个分子链的长短不一，要形成规整的完全晶体结构是很困难的。要形成规整的完全晶体结构是很困难的。42.2.形状记忆效应的应用 迄今为止迄今为止,形状记忆合金

3、在空间技术、医疗器械、机械器形状记忆合金在空间技术、医疗器械、机械器具、具、 电子设备、能源开发、汽车工业及日常生活各方面都得电子设备、能源开发、汽车工业及日常生活各方面都得到了的到了的 应用应用,总的来说总的来说,按使用特性的不同按使用特性的不同,可归纳为下面几类可归纳为下面几类: (1) 自由回复自由回复 (2) 强制回复强制回复 (3) 动力装置动力装置 (4) 精密控制精密控制 (5) 超弹性应用超弹性应用2.2 航天航空领域：航天航空领域：记忆合金在航空航天领域内的应用有很多成功的范例。人造卫星上庞大的天记忆合金在航空航天领域内的应用有很多成功的范例。人造卫星上庞大的天线可以用记忆合

4、金制作。发射人造卫星之前，将抛物面天线折叠起来装进卫星体内，线可以用记忆合金制作。发射人造卫星之前，将抛物面天线折叠起来装进卫星体内，火箭升空把人造卫星送到预定轨道后，只需加温，折叠的卫星天线因具有火箭升空把人造卫星送到预定轨道后，只需加温，折叠的卫星天线因具有“记忆记忆”功能而自然展开，恢复抛物面行状。有在军用飞机的液压系统中的低温配合连接件。功能而自然展开，恢复抛物面行状。有在军用飞机的液压系统中的低温配合连接件。用于制造探索宇宙奥秘的月球天线。另外，在卫星中使用一种可打开容器的形状记用于制造探索宇宙奥秘的月球天线。另外，在卫星中使用一种可打开容器的形状记忆释放装置，该容器用于保护灵敏的锗

5、探测器免受装配和发射期间的污染。忆释放装置，该容器用于保护灵敏的锗探测器免受装配和发射期间的污染。2.3 生物医疗方面：生物医疗方面：用于医学领域的用于医学领域的 TiNi 形状记忆合金，目前，在医学上形状记忆合金，目前，在医学上 TiNi 合金主要应用有：合金主要应用有： (a)牙齿矫形丝牙齿矫形丝 (b) 脊柱侧弯矫形脊柱侧弯矫形 各种脊柱侧弯症疾病，随着形状记忆的发展，医学应用将各种脊柱侧弯症疾病，随着形状记忆的发展，医学应用将会更加广泛。会更加广泛。 52.32.3日常生活方面：日常生活方面：(a) (a) 防烫伤阀防烫伤阀 (b) (b) 眼镜框架眼镜框架 (c) (c) 移动电话天

6、线和火灾检查阀门移动电话天线和火灾检查阀门 2.42.4机械电子产品方面：机械电子产品方面：形状记忆合金作为低温配合连接在飞机的液压系统中及体形状记忆合金作为低温配合连接在飞机的液压系统中及体积较小的石油、石化、电工业产品中应用。另一种连接件的形积较小的石油、石化、电工业产品中应用。另一种连接件的形状是焊接的网状金属丝，用于制造导体的金属丝编织层的安全状是焊接的网状金属丝，用于制造导体的金属丝编织层的安全接头。这种接件已经用于密封装置、电气连接装置、电子工程接头。这种接件已经用于密封装置、电气连接装置、电子工程机械装置，已开出的密封系统装置可在严酷的环境中用作电气机械装置，已开出的密封系统装置

7、可在严酷的环境中用作电气件连接。件连接。 将形状记忆合金制作成一个可打开和关闭快门的弹簧，将形状记忆合金制作成一个可打开和关闭快门的弹簧，用于保护雾灯免于飞行碎片的击坏。用于制造精密仪器或精密用于保护雾灯免于飞行碎片的击坏。用于制造精密仪器或精密车床，在机械制造过程中，各种冲压和机械操作常需将零件从车床，在机械制造过程中，各种冲压和机械操作常需将零件从一台机器转移到另一台机器上，现在利用形状记忆合金开发了一台机器转移到另一台机器上，现在利用形状记忆合金开发了一种取代手动或液压夹具，这种装置叫驱动汽缸，它具有效率一种取代手动或液压夹具，这种装置叫驱动汽缸，它具有效率高灵活，装夹力大等特点。高灵活

8、，装夹力大等特点。 6对于这一种高科技材料我认为应该更加广泛的去开发、去利用，21世纪是一个电子时代，计算机传感器在各个方面的有很好的运用，但却有着庞大的身躯，并且复杂难掌握。形状记忆材料兼有传感和驱动的双重功能，可以实现控制系统的微型化和智能化，如全息机器人、毫米级超微型机械手等。21世纪将成为材料电子学的时代。形状记忆合金的机器人的动作除温度外不受任何环境条件的影响，可望在反应堆、加速器、太空实验室等高技术领域大显身手。温控电路、温控阀门，温控的管道连接。人们已经利用记忆合金制作了自动的消防龙头-失火温度升高，记忆合金变形，使阀门开启，喷水救火。制作了机械零件的利用记忆合金在特定温度下的形

9、变功能，可以制作多种温控器件，可以制作连接、管道的连接，飞机的空中加油的接口处就是利用了记忆合金-两机油管套结后，利用电加热改变温度，接口处记忆合金变形，使接口紧密滴水（油）不漏。制作了宇宙空间站的面积几百平米的自展天线-先在地面上制成大面积的抛物线形或平面天线，折叠成一团，用飞船带到太空，温度转变，自展成原来的大面积和形状。 7美国利弗莫尔国家实验美国利弗莫尔国家实验室将聚氨酯，聚降冰片室将聚氨酯，聚降冰片烯或聚异戊二烯等注射烯或聚异戊二烯等注射成为螺旋形，加热后拉成为螺旋形，加热后拉直再冷却定型，即制得直再冷却定型，即制得血栓治疗仪中的关键部血栓治疗仪中的关键部件件-微驱动器，装配到微驱动

10、器，装配到治疗系统上后，利用光治疗系统上后，利用光电控制系统加热，使其电控制系统加热，使其恢复到螺旋形可拉出血恢复到螺旋形可拉出血栓，这种方法快捷、彻栓，这种方法快捷、彻底，没有毒副作用，是底，没有毒副作用，是治疗血栓的有效途径之治疗血栓的有效途径之一。一。美国麻省理工学院报道美国麻省理工学院报道了用形状记忆材料来固了用形状记忆材料来固定骨折部位的方法，将定骨折部位的方法，将二次成型后的聚乳酸制二次成型后的聚乳酸制件放入带有裂纹的骨髓件放入带有裂纹的骨髓腔内，利用消毒后的盐腔内，利用消毒后的盐水对其进行加热，使骨水对其进行加热，使骨髓腔内的形状记忆材料髓腔内的形状记忆材料恢复到最初的形状，变恢