專(zhuān)利名稱(chēng)：氨綸纖維增強(qiáng)形狀記憶聚合物復(fù)合材料的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種形狀記憶聚合物復(fù)合材料。
背景技術(shù)：
復(fù)合材料是由兩種或多種不同性質(zhì)的材料用物理和化學(xué)方法在宏觀尺度上組成
的具有新性能的材料。 一般復(fù)合材料的性能優(yōu)于其組分材料的性能，并且有些性能是原來(lái)
組分材料所沒(méi)有的，復(fù)合材料改善了組分材料的剛度、強(qiáng)度、熱學(xué)性能等。 復(fù)合材料通常由基體和增強(qiáng)材料組成。基體常用各種樹(shù)脂或金屬、非金屬材料；
增強(qiáng)材料采用各種纖維或顆粒等材料。其中增強(qiáng)材料在復(fù)合材料中其主要作提供剛度和強(qiáng)
度，基本控制其性能?；w材料起配合作用，它支持和固定纖維材料，傳遞纖維間載荷，保護(hù)
纖維，防止磨損或腐蝕，改善復(fù)合材料的某些性能。 現(xiàn)有常規(guī)的纖維增強(qiáng)樹(shù)脂基復(fù)合材料具有高的比強(qiáng)度、比剛度等優(yōu)異的力學(xué)性 能，其強(qiáng)度、剛度與金屬等量級(jí)、而密度卻只有鋼的幾分之一。常規(guī)的纖維增強(qiáng)樹(shù)脂基復(fù)合 材料主要考慮材料的強(qiáng)度、剛度等靜態(tài)或準(zhǔn)靜態(tài)的力學(xué)承載性能，不考慮材料的驅(qū)動(dòng)特性。 在常規(guī)的纖維增強(qiáng)樹(shù)脂基復(fù)合材料中，樹(shù)脂基體的最大可回復(fù)應(yīng)變一般為2 5%，增強(qiáng)纖 維(如，碳纖維、玻璃纖維等)的最大可回復(fù)應(yīng)變一般為1 3%，當(dāng)復(fù)合材料的應(yīng)變超過(guò) 3%時(shí)，增強(qiáng)纖維會(huì)發(fā)生破壞，復(fù)合材料整體也會(huì)破壞。因此，現(xiàn)有常規(guī)的復(fù)合材料的最大可 回復(fù)應(yīng)變量一般只有1% 3%。因此，常規(guī)的樹(shù)脂基復(fù)合材料主要用于結(jié)構(gòu)承載材料，而 不可能用于類(lèi)似于人工肌肉這類(lèi)靠材料本身來(lái)驅(qū)動(dòng)變形的主動(dòng)大變形材料。此外，現(xiàn)有纖 維增強(qiáng)的形狀記憶聚合物復(fù)合材料的增強(qiáng)相依然是常規(guī)的增強(qiáng)纖維(如，碳纖維、玻璃纖 維等)，導(dǎo)致現(xiàn)有的形狀記憶聚合物復(fù)合材料的最大拉伸應(yīng)變量一般只有1% 3%，而影 響了形狀記憶聚合物復(fù)合材料的應(yīng)用。因此，有必要尋找一種具有較大的可回復(fù)應(yīng)變的纖 維增強(qiáng)形狀記憶聚合物復(fù)合材料。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是為了解決現(xiàn)有形狀記憶聚合物復(fù)合材料可回復(fù)應(yīng)變低的問(wèn)題，而提供了 氨綸纖維增強(qiáng)形狀記憶聚合物復(fù)合材料。 本發(fā)明氨綸纖維增強(qiáng)形狀記憶聚合物復(fù)合材料按照重量份數(shù)比35 95份的形狀 記憶聚合物材料和5 65份的氨綸纖維組成。 本發(fā)明形狀記憶聚合物材料為形狀記憶苯乙烯共聚物、形狀記憶環(huán)氧樹(shù)脂體系、 形狀記憶苯乙烯_ 丁二烯共聚物、形狀記憶反式聚異戊二烯、形狀記憶聚降冰片烯或形狀 記憶氰酸酯。 本發(fā)明的氨綸纖維增強(qiáng)形狀記憶聚合物復(fù)合材料的可回復(fù)應(yīng)變達(dá)到了 100%以 上，具有較大的可回復(fù)應(yīng)變，能夠在受到外加載荷時(shí)具有較大的應(yīng)變，再回復(fù)時(shí)又能夠輸出 較大的外力，且本發(fā)明的纖維增強(qiáng)形狀記憶聚合物復(fù)合材料在室溫時(shí)(低于形狀記憶聚合 物的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度，Tg)彈性模量較大，當(dāng)加熱到形狀記憶聚合物的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度以上時(shí)，形狀記憶材料彈性模量降低，可塑性增強(qiáng)，在外界應(yīng)力作用下，形狀記憶聚合物復(fù)合材料能被動(dòng)變形至理想形狀；在保持外力約束的情況下將溫度降至室溫時(shí)(< Tg)，形狀記憶聚合物復(fù)合材料彈性模量升高，當(dāng)外力卸載后，形狀記憶聚合物復(fù)合材料能保持變形后的形狀，且在無(wú)外界干擾的情況下，不會(huì)損壞，能長(zhǎng)期儲(chǔ)存，儲(chǔ)存時(shí)間長(zhǎng)；當(dāng)再次加熱至形狀記憶聚合物Tg以上時(shí)，纖維增強(qiáng)形狀記憶聚合物復(fù)合材料能主動(dòng)回復(fù)至最原始(脫模后)的形狀。氨綸纖維增強(qiáng)形狀記憶聚合物復(fù)合材料能表現(xiàn)出無(wú)損傷或較小損傷的拉長(zhǎng)-回縮、彎曲_伸展、壓縮_伸長(zhǎng)等熱機(jī)械循環(huán)性能。本發(fā)明的氨綸纖維增強(qiáng)形狀記憶聚合物復(fù)合材料具有較高的可回復(fù)應(yīng)變，可回復(fù)應(yīng)變達(dá)到10%以上；同時(shí)具有較高的強(qiáng)度，強(qiáng)度達(dá)到了 20MPa以上。 本發(fā)明所述材料的制備方法為樹(shù)脂基復(fù)合材料的常規(guī)制備方法，包括手糊成型、模壓成型、纏繞成型、噴射成型、樹(shù)脂傳遞模塑成型、袋壓法成型、真空袋_熱壓罐法成型、熱壓罐法成型、液壓釜法成型、熱膨脹塑法成型、層壓及巻管成型、拉擠成型、連續(xù)纏管、連續(xù)制板。 本發(fā)明氨綸纖維增強(qiáng)形狀記憶聚合物復(fù)合材料的應(yīng)用前景非常廣闊，如航空工業(yè)包括宇宙飛船、人造衛(wèi)星和空間站、各種飛行器，海洋工業(yè)包括遠(yuǎn)洋運(yùn)輸輪船、高速輪船，石油化工工業(yè)包括各種管道和壓力容器，汽車(chē)工業(yè)，建筑業(yè)，電子工業(yè)，體育用品，以及軍事領(lǐng)域等。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明技術(shù)方案不局限于以下所列舉具體實(shí)施方式
，還包括各具體實(shí)施方式
間的
任意組合。 具體實(shí)施方式
一 本實(shí)施方式氨綸纖維增強(qiáng)形狀記憶聚合物復(fù)合材料按照重量份數(shù)比35 95份的形狀記憶聚合物材料和5 65份的氨綸纖維組成。
本實(shí)施方式中的氨綸纖維還可以是氨綸纖維織成的布。 本發(fā)明所述材料的制備方法為樹(shù)脂基復(fù)合材料的常規(guī)制備方法，包括手糊成型、
模壓成型、纏繞成型、噴射成型、樹(shù)脂傳遞模塑成型、袋壓法成型、真空袋_熱壓罐法成型、
熱壓罐法成型、液壓釜法成型、熱膨脹塑法成型、層壓及巻管成型、拉擠成型、連續(xù)纏管、連
續(xù)制板。由于樹(shù)脂基復(fù)合材料制備方法的多樣性和工藝的不規(guī)范性，本專(zhuān)利所詳述的三種
制造方法只是樹(shù)脂基復(fù)合材料眾多制備方法中具體的例子，并不是對(duì)其制備方法的限制。 本實(shí)施方式氨綸纖維增強(qiáng)形狀記憶聚合物復(fù)合材料的制備方法如下 方法一 a、制備形狀記憶聚合物，將反應(yīng)后的混合物在低溫條件下保存；b、氨綸
纖維增強(qiáng)材料用有機(jī)溶液清洗，在烘箱中150 20(TC下干燥處理40 60min直至有機(jī)溶
液完全揮發(fā)；c、將脫模劑置于模具上；d、將經(jīng)步驟b處理后的一定量的纖維增強(qiáng)材料裝入
模具、注入經(jīng)a處理后的形狀記憶聚合物、閉模，其中各組分最終重量份數(shù)比為形狀記憶
聚合物材料為35 95份，氨綸纖維為5 65份；e、將模具在熱壓機(jī)中，按形狀記憶聚合物
規(guī)定的固化溫度和時(shí)間固化；f、從熱壓機(jī)取出模具，待模具溫度降至室溫時(shí)脫模，得到固化
后的氨綸纖維增強(qiáng)形狀記憶聚合物復(fù)合材料。 方法二 本方法的制備步驟如下a、制備形狀記憶聚合物，將反應(yīng)后的混合物在低溫條件下保存；b、將涂有脫模劑的芯模安裝在復(fù)合材料纏繞機(jī)的芯軸上；c、調(diào)節(jié)芯軸的溫度至一定溫度使之與形狀記憶聚合物樹(shù)脂的溫度相近；d、將步驟a化合的形狀記憶聚合物樹(shù)脂注入膠槽；e、從紗架上引出纖維端頭，并使其依次通過(guò)膠槽的輥?zhàn)?、張力控制裝置、絲嘴，最后固定到芯模上；f、調(diào)節(jié)張力控制裝置，使纖維張力滿足纏繞工藝的要求；g、纏繞至所需層數(shù)，其中復(fù)合材料板的各組分最終重量份數(shù)比為形狀記憶聚合物材料為35 95份，氨綸纖維為5 65份，并在旋轉(zhuǎn)裝態(tài)下烘烤，使形狀記憶聚合物樹(shù)脂均勻浸透纖維；h、把纏好的平板連同芯模放在兩加壓板之間，在四個(gè)角位放置一定厚度的墊塊；i、將其直接放入壓機(jī)，加壓，使模具上、下加壓板與墊塊接觸，然后用鋒利的刀具在芯模兩端切斷纖維；i、將模具在熱壓機(jī)中，按形狀記憶聚合物的規(guī)定的固化溫度和時(shí)間固化；j、自然冷卻至室溫，拆開(kāi)模具，取出平板；k、對(duì)取出的平板進(jìn)行修整，在垂直于纖維邊緣上切去一定長(zhǎng)度的一段，得到經(jīng)纏繞法制備的纖維增強(qiáng)形狀記憶聚合物復(fù)合材料。
方法三 本方法的制備步驟如下a、制備形狀記憶聚合物，將反應(yīng)后的混合物在低溫條件下保存；b、從低溫箱中取出用形狀記憶聚合物和纖維制成的預(yù)浸料密封袋，置于一定溫度環(huán)境下，放置時(shí)間1 72h，方向啟封；C、按裁切型板裁切一定長(zhǎng)寬的一定層數(shù)的預(yù)浸料，其中復(fù)合材料板的各組分最終重量份數(shù)比為形狀記憶聚合物材料為35 95份，氨綸纖維為5 65份；d、將切好的預(yù)浸料逐層單向鋪放在一起，鋪好后，稱(chēng)取預(yù)浸料坯料重量；e、將金屬底模板和上壓板涂以脫模劑；f、按復(fù)合材料板的各組分最終體積百分比的要求剪裁所需數(shù)量和尺寸的吸膠材料；g、將預(yù)浸料坯料及有關(guān)輔助材料按如下順序組合1).在金屬底模上放隔離薄膜；2).預(yù)浸料坯料上、下表面各鋪一層有孔脫模布；3).在底模板隔離薄膜上放置吸膠材料，數(shù)量為其總層數(shù)的一半。再將附有有孔脫模布的浸料放在吸膠材料上，然后再放置另一半層數(shù)的吸膠材料；同時(shí)，在預(yù)浸料迭層周邊鋪設(shè)周邊檔條；4).依次放置有孔隔離層和有孔金屬上壓板；5).在上壓板周邊和底模板之間，粘貼周邊密封帶；h、將上述組合件放入熱壓罐中的金屬基板上，鋪放透氣材料、真空袋材料和密封膠條，構(gòu)成真空袋系統(tǒng)；i、將模具在熱壓罐中，按形狀記憶聚合物規(guī)定的固化溫度和時(shí)間固化；j、固化后，在壓力下隨罐冷卻到室溫。將組合件移出熱壓罐，取出纖維增強(qiáng)塑料平板。每邊切去一定長(zhǎng)度的一段；得到經(jīng)真空袋-熱壓罐法制備的纖維增強(qiáng)形狀記憶聚合物復(fù)合材料。
本實(shí)施方式中氨綸纖維分子結(jié)構(gòu)為一個(gè)像鏈狀的、柔軟及可伸長(zhǎng)性的聚氨基甲酸酯，通過(guò)與硬鏈段連接在一起而增強(qiáng)其特性，具有高彈性的特點(diǎn)。本實(shí)施方式是將具有高彈性的氨綸纖維織布鋪設(shè)在形狀記憶聚合物中以達(dá)到提高材料的韌性和強(qiáng)度而得到大變形的目的，其增韌的機(jī)理是利用氨綸纖維織布的高彈性和回復(fù)率來(lái)改善形狀記憶材料韌性不足，質(zhì)脆易斷裂的缺點(diǎn)，使其具有一定的可回復(fù)應(yīng)變，能夠在受到外加載荷時(shí)具有較大的應(yīng)變，再回復(fù)時(shí)又能夠輸出較大的外力。本實(shí)施方式的氨綸纖維增強(qiáng)形狀記憶聚合物復(fù)合材料的可回復(fù)應(yīng)變達(dá)到了 10%以上，具有較大的可回復(fù)應(yīng)變，能夠在受到外加載荷時(shí)具有較大的應(yīng)變，再回復(fù)時(shí)又能夠輸出較大的外力。
具體實(shí)施方式
二 本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
一不同的是氨綸纖維增強(qiáng)形狀記憶聚合物復(fù)合材料按照重量份數(shù)比35 45份的形狀記憶聚合物材料和55 65份的氨綸纖維組成。其他與具體實(shí)施方式
一相同。
具體實(shí)施方式
三本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
一不同的是氨綸纖維增強(qiáng)形狀記憶
5聚合物復(fù)合材料按照重量份數(shù)比55 65份的形狀記憶聚合物材料和35 45份的氨綸纖維組成。其他與具體實(shí)施方式
一相同。
具體實(shí)施方式
四本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
一不同的是氨綸纖維增強(qiáng)形狀記憶聚合物復(fù)合材料按照重量份數(shù)比85 95份的形狀記憶聚合物材料和5 15份的氨綸纖維組成。其他與具體實(shí)施方式
一相同。
具體實(shí)施方式
五本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
一不同的是氨綸纖維增強(qiáng)形狀記憶聚合物復(fù)合材料按照重量份數(shù)比90份的形狀記憶聚合物材料和IO份的氨綸纖維組成。其他與具體實(shí)施方式
一相同。
具體實(shí)施方式
方式六本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
五不同的是步驟c中形狀記憶聚合物為形狀記憶苯乙烯共聚物。其它步驟及參數(shù)與具體實(shí)施方式
五相同。
本實(shí)施方式的氨綸纖維增強(qiáng)形狀記憶聚合物復(fù)合材料的可回復(fù)應(yīng)變?yōu)?2%，具有較大的可回復(fù)應(yīng)變，能夠在受到外加載荷時(shí)具有較大的應(yīng)變，再回復(fù)時(shí)又能夠輸出較大的外力，現(xiàn)有形狀記憶聚合物復(fù)合材料的可回復(fù)應(yīng)變僅能達(dá)到3%左右。
具體實(shí)施方式
方式七本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
五不同的是步驟C中形狀記憶聚合物為形狀記憶環(huán)氧樹(shù)脂體系。其它步驟及參數(shù)與具體實(shí)施方式
五相同。
本實(shí)施方式的氨綸纖維增強(qiáng)形狀記憶聚合物復(fù)合材料的可回復(fù)應(yīng)變?yōu)?5%，具有較大的可回復(fù)應(yīng)變，能夠在受到外加載荷時(shí)具有較大的應(yīng)變，再回復(fù)時(shí)又能夠輸出較大的外力，具有低密度(密度為O. 9-1.2g/mm3)、高模量(模量達(dá)到了 1. 5Gpa以上)、高強(qiáng)度(強(qiáng)度達(dá)到了 20MPa以上)的特點(diǎn)。
具體實(shí)施方式
方式八本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
五不同的是步驟c中形狀記憶聚合物為形狀記憶苯乙烯_ 丁二烯共聚物。其它步驟及參數(shù)與具體實(shí)施方式
五相同。
本實(shí)施方式的氨綸纖維增強(qiáng)形狀記憶聚合物復(fù)合材料的可回復(fù)應(yīng)變?yōu)?4%，具有較大的可回復(fù)應(yīng)變，能夠在受到外加載荷時(shí)具有較大的應(yīng)變，再回復(fù)時(shí)又能夠輸出較大的外力，現(xiàn)有形狀記憶聚合物復(fù)合材料的可回復(fù)應(yīng)變僅能達(dá)到3%左右。
具體實(shí)施方式
方式九本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
五不同的是步驟c中形狀記憶聚合物為形狀記憶反式聚異戊二烯。其它步驟及參數(shù)與具體實(shí)施方式
五相同。
本實(shí)施方式的氨綸纖維增強(qiáng)形狀記憶聚合物復(fù)合材料的可回復(fù)應(yīng)變?yōu)?0%，具有較大的可回復(fù)應(yīng)變，能夠在受到外加載荷時(shí)具有較大的應(yīng)變，再回復(fù)時(shí)又能夠輸出較大的外力，現(xiàn)有形狀記憶聚合物復(fù)合材料的可回復(fù)應(yīng)變僅能達(dá)到3%左右。
具體實(shí)施方式
方式十本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
五不同的是步驟c中形狀記憶聚合物為形狀記憶聚降冰片烯或形狀記憶氰酸酯。其它步驟及參數(shù)與具體實(shí)施方式
五相同。 本實(shí)施方式的氨綸纖維增強(qiáng)形狀記憶聚合物復(fù)合材料的可回復(fù)應(yīng)變?yōu)?0%，具有較大的可回復(fù)應(yīng)變，能夠在受到外加載荷時(shí)具有較大的應(yīng)變，再回復(fù)時(shí)又能夠輸出較大的外力，現(xiàn)有形狀記憶聚合物復(fù)合材料的可回復(fù)應(yīng)變僅能達(dá)到3%左右。
具體實(shí)施方式
十一 本實(shí)施方法氨綸纖維增強(qiáng)形狀記憶聚合物復(fù)合材料制備方法的步驟如下a、取過(guò)氧化苯甲酰l份，研磨成粉末；b、和連乙烯基苯按l : l混合均勻備用；c、再和聚苯乙烯按l : 50混合攪拌均勻，放入真空箱中抽真空半小時(shí)，趕盡溶液中的氣泡，得到形狀記憶聚合物備用；d、將脫模劑均勻涂在模具中；e、將用有機(jī)溶劑清洗過(guò)的干燥后的氨綸纖維布鋪設(shè)在模具中，氨綸布與形狀記憶聚合物的體積比為i : 9，即布的含量為
10%，注入步驟3中得到的形狀記憶聚合物后放入真空干燥箱內(nèi)，抽真空半小時(shí)，在75t:條件下加熱26 36小時(shí)；f、從真空干燥箱內(nèi)取出模具，待模具溫度降至室溫時(shí)脫模，得到固化后的纖維增強(qiáng)形狀記憶聚合物復(fù)合材料。 本實(shí)施方式制作得到的氨綸纖維增強(qiáng)形狀記憶聚合物復(fù)合材料的可回復(fù)應(yīng)變達(dá)到了 50%，具有較大的可回復(fù)應(yīng)變，能夠在受到外加載荷時(shí)具有較大的應(yīng)變，再回復(fù)時(shí)又能夠輸出較大的外力，且本實(shí)施方式制作得到的氨綸纖維增強(qiáng)形狀記憶聚合物復(fù)合材料的運(yùn)動(dòng)穩(wěn)定性好、可靠性高、低密度(密度為0. 9-1. 2g/mm3)、高模量(模量達(dá)到了 1. 5Gpa以上)、高強(qiáng)度(強(qiáng)度達(dá)到了 20MPa以上)和低成本等優(yōu)點(diǎn)。本實(shí)施方式的復(fù)合材料廣泛的應(yīng)用于玩具、醫(yī)學(xué)、建筑、交通、航空航天等諸多領(lǐng)域。
具體實(shí)施方式
十二 本實(shí)施方法氨綸纖維增強(qiáng)形狀記憶聚合物復(fù)合材料制備方法的步驟如下a、形狀記憶苯乙烯由下列成分按重量百分比化合而成乙烯基新癸酸7%、聯(lián)乙烯基苯1%、苯乙烯90%、過(guò)氧化苯甲酰2%，將反應(yīng)后的混合物冷卻保存在冰箱里；b、將涂有硅油的芯模安裝在復(fù)合材料纏繞機(jī)的芯軸上；C、調(diào)節(jié)芯軸的溫度至25t:使之與形狀記憶苯乙烯樹(shù)脂的溫度相近；d、將步驟a化合的形狀記憶苯乙烯樹(shù)脂注入膠槽；e、從紗架上引出纖維端頭，并使其依次通過(guò)膠槽的輥?zhàn)印埩刂蒲b置、絲嘴、最后固定到芯模上；f、調(diào)節(jié)張力控制裝置，使纖維張力滿足纏繞工藝的要求；g、纏繞至所需層數(shù)，使復(fù)合材料板的各組分最終體積百分比為形狀記憶聚合物40%、氨綸纖維60%，并在旋轉(zhuǎn)裝態(tài)下于55t:烘烤，使形狀記憶苯乙烯樹(shù)脂均勻浸透碳纖維；h、把纏好的平板(20cmX，20cm)連同芯模放在兩加壓板之間，在四個(gè)角位放置厚度為4mm的墊塊；i、將其直接放入壓機(jī)，加壓至2MPa，使模具上、下加壓板與墊塊接觸，然后用鋒利的刀具在芯模兩端切斷氨綸纖維；i、將模具在熱壓機(jī)中，于75°C、2MPa條件下固化24小時(shí)；j、自然冷卻至室溫，拆開(kāi)模具，取出平板；k、對(duì)取出的平板進(jìn)行修整，在垂直于纖維邊緣上切去15mm，得到經(jīng)纏繞法制備的氨綸纖維增強(qiáng)形狀記憶聚合物復(fù)合材料。 本實(shí)施方式制作得到的氨綸纖維增強(qiáng)形狀記憶聚合物復(fù)合材料的可回復(fù)應(yīng)變達(dá)到了 55%，具有較大的可回復(fù)應(yīng)變，能夠在受到外加載荷時(shí)具有較大的應(yīng)變，再回復(fù)時(shí)又能夠輸出較大的外力，且本實(shí)施方式制作得到的氨綸纖維增強(qiáng)形狀記憶聚合物復(fù)合材料的運(yùn)動(dòng)穩(wěn)定性好、可靠性高、低密度(密度為0. 9-1. 2g/mm3)、高模量(模量達(dá)到了 1. 5Gpa以上)、高強(qiáng)度(強(qiáng)度達(dá)到了 20MPa以上)和低成本等優(yōu)點(diǎn)。本實(shí)施方式的復(fù)合材料廣泛的應(yīng)用于玩具、醫(yī)學(xué)、建筑、交通、航空航天等諸多領(lǐng)域。
具體實(shí)施方式
十三本實(shí)施方法氨綸纖維增強(qiáng)形狀記憶聚合物復(fù)合材料制備方法的步驟如下a、形狀記憶苯乙烯由下列成分按重量百分比化合而成乙烯基新癸酸7 % 、聯(lián)乙烯基苯1 % 、苯乙烯90 % 、過(guò)氧化苯甲酰2 % ，將反應(yīng)后的混合物冷卻保存在低溫箱中；b、從低溫箱中取出用形狀記憶苯乙烯和氨綸纖維制成的預(yù)浸料密封袋，置于溫度23士2t:，濕度度55±5%的環(huán)境下，放置時(shí)間大于2h，方向啟封；c、按裁切型板裁切20X20cm的一定層數(shù)的預(yù)浸料，使復(fù)合材料板的各組分最終體積百分比為形狀記憶聚合物60%、氨綸纖維40% ;d、將切好的預(yù)浸料逐層單向鋪放在一起，鋪好后，稱(chēng)取預(yù)浸料坯料重量；e、將金屬底模板和上壓板涂以硅油；f、按復(fù)合材料板的各組分最終體積百分比為形狀記憶聚合物60%、氨綸纖維40%的要求剪裁所需數(shù)量的吸膠材料。吸膠材料尺寸為20X20cm;g、將預(yù)浸料坯料及有關(guān)輔助材料按如下順序組合1).在金屬底模上放隔離薄膜(不透膠的聚四氟乙烯玻璃布)；2).預(yù)浸料坯料上、下表面各鋪一層有孔脫模布(聚四氟乙烯玻璃布)；3).在底模板隔離薄膜上放置吸膠材料(0. lmm玻璃布)，數(shù)量為其總層數(shù)的一半。再將附有有孔脫模布的浸料放在吸膠材料上，然后再放置另一半層數(shù)的吸膠材料；同時(shí)，在預(yù)浸料迭層周邊鋪設(shè)周邊檔條(經(jīng)硫化的橡膠條)；4).依次放置有孔隔離層和有孔金屬上壓板；5).在上壓板周邊和底模板之間，粘貼周邊密封帶；h、將上述組合件放入熱壓罐中的金屬基板上，鋪放透氣材料、真空袋材料和密封膠條，構(gòu)成真空袋系統(tǒng)；i、將模具在熱壓罐中，于75t:、0. 5MPa條件下固化36小時(shí)；j、固化后，在壓力下隨罐冷卻到室溫。將組合件移出熱壓罐，取出纖維增強(qiáng)塑料平板。每邊切去15mm;得到經(jīng)真空袋-熱壓罐法制備的氨綸纖維增強(qiáng)形狀記憶聚合物復(fù)合材料。 本實(shí)施方式制作得到的氨綸纖維增強(qiáng)形狀記憶聚合物復(fù)合材料的可回復(fù)應(yīng)變達(dá)到了 65%，具有較大的可回復(fù)應(yīng)變，能夠在受到外加載荷時(shí)具有較大的應(yīng)變，再回復(fù)時(shí)又能夠輸出較大的外力，且本實(shí)施方式制作得到的氨綸纖維增強(qiáng)形狀記憶聚合物復(fù)合材料的運(yùn)動(dòng)穩(wěn)定性好、可靠性高、低密度(密度為0. 9-1. 2g/mm3)、高模量(模量達(dá)到了 1. 5Gpa以上)、高強(qiáng)度(強(qiáng)度達(dá)到了 20MPa以上)和低成本等優(yōu)點(diǎn)。本實(shí)施方式的復(fù)合材料廣泛的應(yīng)用于玩具、醫(yī)學(xué)、建筑、交通、航空航天等諸多領(lǐng)域。
具體實(shí)施方式
方式九本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
八不同的是步驟c中形狀記憶聚合物為形狀記憶苯乙烯共聚物。其它步驟及參數(shù)與具體實(shí)施方式
八相同。
現(xiàn)有形狀記憶聚合物復(fù)合材料的可回復(fù)應(yīng)變僅能達(dá)到3%左右，而本實(shí)施方式的氨綸纖維增強(qiáng)形狀記憶聚合物復(fù)合材料的可回復(fù)應(yīng)變?yōu)?0%，本實(shí)施方式的氨綸纖維增強(qiáng)形狀記憶聚合物復(fù)合材料的回復(fù)率高，具有較大的可回復(fù)應(yīng)變，能夠在受到外加載荷時(shí)具有較大的應(yīng)變，再回復(fù)時(shí)又能夠輸出較大的外力，本實(shí)施方式的氨綸纖維增強(qiáng)形狀記憶聚合物復(fù)合材料在無(wú)外界干擾的情況下，不會(huì)損壞，能長(zhǎng)期儲(chǔ)存，儲(chǔ)存時(shí)間長(zhǎng)，密度為l.Olg/咖3、模量為1. 36Gpa、強(qiáng)度為24MPa。
具體實(shí)施方式
方式十本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
八不同的是步驟c中形狀記憶聚合物為形狀記憶環(huán)氧樹(shù)脂體系。其它步驟及參數(shù)與具體實(shí)施方式
八相同。
現(xiàn)有形狀記憶聚合物復(fù)合材料的可回復(fù)應(yīng)變僅能達(dá)到3%左右，而本實(shí)施方式的氨綸纖維增強(qiáng)形狀記憶聚合物復(fù)合材料的可回復(fù)應(yīng)變?yōu)?0%，本實(shí)施方式的氨綸纖維增強(qiáng)形狀記憶聚合物復(fù)合材料的回復(fù)率高，能夠在受到外加載荷時(shí)具有較大的應(yīng)變，再回復(fù)時(shí)又能夠輸出較大的外力，本實(shí)施方式的氨綸纖維增強(qiáng)形狀記憶聚合物復(fù)合材料在無(wú)外界干擾的情況下，不會(huì)損壞，能長(zhǎng)期儲(chǔ)存，儲(chǔ)存時(shí)間長(zhǎng)儲(chǔ)存時(shí)間為、密度為1. 19g/mm3、模量為1. 75Gpa、強(qiáng)度為29MPa。
具體實(shí)施方式
方式i^一 本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
八不同的是步驟c中形狀記憶聚合物為形狀記憶苯乙烯_ 丁二烯共聚物。其它步驟及參數(shù)與具體實(shí)施方式
八相同。
現(xiàn)有形狀記憶聚合物復(fù)合材料的可回復(fù)應(yīng)變僅能達(dá)到3%左右，而本實(shí)施方式的氨綸纖維增強(qiáng)形狀記憶聚合物復(fù)合材料的可回復(fù)應(yīng)變?yōu)?4%，本實(shí)施方式的氨綸纖維增強(qiáng)形狀記憶聚合物復(fù)合材料的回復(fù)率高，能夠在受到外加載荷時(shí)具有較大的應(yīng)變，再回復(fù)時(shí)又能夠輸出較大的外力，本實(shí)施方式的氨綸纖維增強(qiáng)形狀記憶聚合物復(fù)合材料在無(wú)外界干擾的情況下，不會(huì)損壞，能長(zhǎng)期儲(chǔ)存，儲(chǔ)存時(shí)間長(zhǎng)儲(chǔ)存時(shí)間為、密度為1.05g/mm3、模量為1. 96Gpa、強(qiáng)度為28MPa。
具體實(shí)施方式
方式十二 本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
八不同的是步驟c中形狀記
憶聚合物為形狀記憶反式聚異戊二烯。其它步驟及參數(shù)與具體實(shí)施方式
八相同。
具體實(shí)施方式
方式十三本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
八不同的是步驟c中形狀記
憶聚合物為形狀記憶聚降冰片烯或形狀記憶氰酸酯。其它步驟及參數(shù)與具體實(shí)施方式
八相同。 現(xiàn)有形狀記憶聚合物復(fù)合材料的可回復(fù)應(yīng)變僅能達(dá)到3%左右，而本實(shí)施方式的氨綸纖維增強(qiáng)形狀記憶聚合物復(fù)合材料的可回復(fù)應(yīng)變?yōu)?8%，本實(shí)施方式的氨綸纖維增強(qiáng)形狀記憶聚合物復(fù)合材料的回復(fù)率高，具有較大的可回復(fù)應(yīng)變，能夠在受到外加載荷時(shí)具有較大的應(yīng)變，再回復(fù)時(shí)又能夠輸出較大的外力，本實(shí)施方式的氨綸纖維增強(qiáng)形狀記憶聚合物復(fù)合材料在無(wú)外界干擾的情況下，不會(huì)損壞，能長(zhǎng)期儲(chǔ)存，儲(chǔ)存時(shí)間長(zhǎng)儲(chǔ)存時(shí)間為、密度為1. 09g/mm3、模量為1. 67Gpa、強(qiáng)度為31MPa以上。
權(quán)利要求
氨綸纖維增強(qiáng)形狀記憶聚合物復(fù)合材料，其特征在于氨綸纖維增強(qiáng)形狀記憶聚合物復(fù)合材料按照重量份數(shù)比35～95份的形狀記憶聚合物材料和5～65份的氨綸纖維組成。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述氨綸纖維增強(qiáng)形狀記憶聚合物復(fù)合材料，其特征在于氨綸纖維 增強(qiáng)形狀記憶聚合物復(fù)合材料按照重量份數(shù)比35 45份的形狀記憶聚合物材料和55 65份的氨綸纖維組成。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述氨綸纖維增強(qiáng)形狀記憶聚合物復(fù)合材料，其特征在于氨綸纖維 增強(qiáng)形狀記憶聚合物復(fù)合材料按照重量份數(shù)比55 65份的形狀記憶聚合物材料和35 45份的氨綸纖維組成。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述氨綸纖維增強(qiáng)形狀記憶聚合物復(fù)合材料，其特征在于氨綸纖維 增強(qiáng)形狀記憶聚合物復(fù)合材料按照重量份數(shù)比85 95份的形狀記憶聚合物材料和5 15 份的氨綸纖維組成。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述氨綸纖維增強(qiáng)形狀記憶聚合物復(fù)合材料，其特征在于氨綸纖維 增強(qiáng)形狀記憶聚合物復(fù)合材料按照重量份數(shù)比90份的形狀記憶聚合物材料和10份的氨綸 纖維組成。
全文摘要
氨綸纖維增強(qiáng)形狀記憶聚合物復(fù)合材料，它涉及一種形狀記憶聚合物復(fù)合材料。本發(fā)明解決了現(xiàn)有形狀記憶聚合物復(fù)合材料可回復(fù)應(yīng)變低的問(wèn)題。形狀記憶聚合物復(fù)合材料由形狀記憶聚合物材料和氨綸纖維組成。本發(fā)明的氨綸纖維增強(qiáng)形狀記憶聚合物復(fù)合材料的可回復(fù)應(yīng)變達(dá)到了10％以上，具有較大的可回復(fù)應(yīng)變，再回復(fù)時(shí)又能夠輸出較大的外力。
文檔編號(hào)C08L25/10GK101775177SQ20101010943
公開(kāi)日2010年7月14日 申請(qǐng)日期2010年2月11日 優(yōu)先權(quán)日2010年2月11日
發(fā)明者蘭鑫, 冷勁松, 劉彥菊, 潘蘇新 申請(qǐng)人:哈爾濱工業(yè)大學(xué)