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形状记忆基础树脂

发布时间:2023-03-15 09:38:24

A. 什么是形状记忆树脂

形状记忆高分子材料就是在一定条件下被赋予一定的形状(起始态),当外部条件发生变化时,它可相应地改变形状并将其固定下来(变形态),如果外部环境以特定的方式和规律再一次发生变化,形状记忆高分子材料便可逆地恢复到起始态。整个过程完成了一个循环:从记忆起始态→固定变形态→恢复起始态。

形状记忆高分子材料大部分使用的高分子是树脂,因此被称为形状记忆树脂,它的形状记忆功能是由其特殊的内部结构决定的。形状记忆树脂由两种物态组成:①保持成品形状的固定相,可用来记忆最初成型时的形状;②随温度变化而发生软化-硬化的可逆变化的可逆相,它能够保证成品可以改变形状。由于固定相和可逆相都有自己的软化温度,因此调节和改变温度是使形状记忆树脂转变为固定相或可逆相的关键。

形状记忆树脂可用作固定创伤部位的器材,用来代替传统的石膏绷扎。制作方法是:第一步要将形状记忆树脂加工成为固定相,也就是起始态,固定相要加工成适合固定创伤部位的。第二步是要将固定相装配到创伤部位上,必须使它变软,使它软化变成可逆相,也就是变形态。方法是通过用热水或热风加热,使形状记忆树脂变成可逆相,于是它便软化,软化以后容易变形便易于装配在创伤部位。装配好以后,形状记忆树脂在逐渐冷却过程中,由于温度变化使它恢复到起始态,即开始制作器材时的固定相形状,正好适合将创伤部位固定。这样的做法好像树脂具有记忆的智能。

当然,我们现在所指的代替大脑功能的材料,只是指能部分模拟大脑简单功能的材料,因为更高级的思维功能,如逻辑、推理、综合、想像等思维活动,是不能用简单的、单靠改变材料的性质和特殊功能来实现的。

B. 什么是高分子复合材料的智能化

人工智能是指在人工系统中再现人的智能活动的技术,也指与此相对应的学科。最早引起科学家注意的是运用人工智能技术编制程序来提高现有计算机的应用灵巧性,使计算机能做那些通常需要人的智能才能做的事情,因此人工智能也被狭义地称为机器智能。

但是,人工智能当然不能也不会局限于应用在机器和计算机上,作为长期的目标,人工智能应该在思维科学指引下,研制综合性的人工智能系统,因此材料科学也可以纳入人工智能研究的范围和目标。

人工智能与自然智能(人类智能)是对立的统一,不管科学如何发展,人造的、模拟的“智能”和天然的、本原的“智能”仍然有质的差别。从局部看,人工智能可以代替人的某些脑力劳动,但是,从总体上看,人类的创造力是无限的,归根结底,再高明的人工智能也是由人所创造、操纵,并为人所用的,而且人工智能要向前发展,首先必须依靠人。

在与化学有着密切关系的材料科学领域中,率先发展并已经初见成效的当推智能高分子材料,这是因为与人工智能关系最密切的是功能,而在化学功能材料中,高分子材料的研究最广。

主要方面有:

1.高分子的智能化——高分子凝胶的智能化

高分子薄膜的智能化

高分子复合材料的智能化

本征导电聚合物的智能化

2.形状记忆树脂

这里只介绍了与化学关系最密切的高分子人工智能材料,其他非高分子的人工智能材料也已经研究得比较多。例如,敏感陶瓷材料在自动控制仪表中就相当于人的五官,起到视觉、嗅觉、味觉、听觉和触觉器官的作用。和陶瓷类似,玻璃也可以起到这方面的作用,有一种光敏变色玻璃可以自动地随光线强弱而改变透明度,使室内亮度始终保持恒定,也是一种感觉一指令一动作的过程。还有,具有记忆功能的材料也不仅仅限于高分子树脂,镍钛合金就是一种具有形状记忆功能的合金,被用作架设在月球上的合金。总之,人工智能材料的研究处于发展阶段,前途远大。

C. 环氧树脂加上固化剂就是形状记忆聚合物吗

如果不加固化剂就会导致环氧树脂无法固化。
环氧树脂固化剂是与环氧树脂发生化学反应,形成网状立体聚合物,把复合材料骨材包络在网状体之中。 使线型树脂变成坚韧的体型固体的添加剂。
碱性类
碱性类固化剂 WTF:包括脂肪族二胺和多胺、芳香族多胺、其它含氮化合物及改性脂肪胺。
酸性类
酸性类固化剂:包括有机酸、酸酐、和三氟化硼及其络合物。
加成型
加成型固化剂:这类固化剂与环氧基发生加成反应构成固化产物一部分链段,并通过逐步聚合反应使线型分子交联成体型结构分子,这类固化剂又称瓜型固化剂。
催化型
催化型固化剂:这类固化剂仅对环氧树脂发生引发作用,打开环氧基后,催化环氧树脂本身聚合成网状结构,生成以醚键为主要结构的均聚物。
显在型
显在型固化剂为普通使用的固化剂,又可分为加成聚合型和催化型。所谓加成聚合型即打开环氧基的环进行加成聚合反应,固化剂本身参加到三维网状结构中去。这类固化剂,如加入量过少,则固化产物连接着末反应的环氧基。因此,对这类固化剂来讲,存在着一个合适的用量。而催化型固化剂则以阳离子方式,或者阴离子方式使环氧基开环加成聚合,最终,固化剂不参加到网状结构中去,所以不存在等当量反应的合适用量;不过,增加用量会使固化速度加快。在显在型固化剂中,双氰胺、己二酸二酰肼这类品种,在室温下不溶于环氧树脂,而在高温下溶解后开始固化反应,因而也呈现出一种潜伏状态。所以,可称之为功能性潜伏型固化剂。
潜伏型
潜伏型固化剂指的是与环氧树脂混合后,在室温条件下相对长期稳定(环氧树脂一般要求在3个月以上,才具有较大实用价值,最理想的则要求半年或者1年以上),而只需暴露在热、光、湿气等条件下,即开始固化反应。这类固化剂基本上是用物理和化学方法封闭固化剂活性的。所以,在有的书上也把这些品种划为潜伏型固化剂,实际上可称之为功能性潜伏型固化剂。因为潜伏型固化剂可与环氧树脂混合制成一液型配合物,简化环氧树脂应用的配合手续,其应用范围从单包装胶黏剂向涂料、浸渍漆、灌封料、粉末涂料等方面发展。潜伏型固化剂在国外日益引起重视,可以说是研究与开发的重点课题,各种固化剂改性新品种和配合新技术层出不穷,十分活跃。
胺类固化剂
伯胺和仲胺对环氧树脂的固化作用是由氮原子上的活泼氢打开环氧基团,而使之交联固化。脂肪族多元胺如乙二胺、己二胺、二乙烯三胺、三乙烯四胺、二乙氨基丙胺等活性较大,能在室温使环氧树脂交联固化;而芳香族多元胺活性较低,如间苯二胺,得在150℃固化才能完全。
酸酐类固化剂
二元酸及其酐如顺丁烯二酸酐、邻苯二甲酸酐可以固化环氧树脂,但必须在较高温度下烘烤才能固化完全。酸酐首先与环氧树脂中的羟基反应生成单酯,单酯中的羧基与环氧基发生加成酯化而成双酯。
合成树脂类固化剂
低分子量聚酰胺树脂是亚油酸二聚体或桐油酸二聚体与脂肪族多元胺如乙二胺,二乙烯三胺反应生成的一种琥珀色粘稠状树脂。由二聚亚油酸和乙二胺制得的树脂结构如下:
潜伏型固化剂
这种固化剂在一般条件下是稳定的,但当加热到一定的温度时,才显示其活性而固化环氧树脂。如双氰胺,与环氧树脂混合在一起,在常温下是稳定的。若在145—165℃,则能使环氧树脂在30分钟内固化。三氮化硼乙胺络合物,常温也是稳定的,在100℃以上时能固化环氧树脂。

D. 什么是复合材料,高分子材料,合金

复合材料(Composite materials),是以一种材料为基体(Matrix),另一种材料为增强体(reinforcement)组合而成的材料。各种材料在性能上互相取长补短,产生协同效应,使复合材料的综合性能优于原组成材料而满足各种不同的要求。复合材料的基体材料分为金属和非金属两大类。金属基体常用的有铝、镁、铜、钛及其合金。非金属基体主要有合成树脂、橡胶、陶瓷、石墨、碳等。增强材料主要有玻璃纤维、碳纤维、硼纤维、芳纶纤维、碳化硅纤维、石棉纤维、晶须、金属丝和硬质细粒等。

高分子材料macromolecular material,以高分子化合物为基础的材料。包括橡胶、塑料、纤维、涂料、胶粘剂和高分子基复合材料。

合金alloy ,由金属与另一种(或几种)金属或非金属所组成的具有金属通性的物质。一般通过熔合成均匀液体和凝固而得。根据组成元素的数目,可分为二元合金、三元合金和多元合金。中国是世界上最早研究和生产合金的国家之一,在商朝(距今3000多年前)青铜(铜锡合金)工艺就已非常发达;公元前6世纪左右(春秋晚期)已锻打(还进行过热处理)出锋利的剑(钢制品)。

这个只是一个简单的概念,具体的在研究和生产上还有很多要点,可以查看相关专业的书籍,一般材料科学与工程一级学科以及其下各次级学科都会提及

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