简介

形状记忆聚合物属于非常智能的材料。非常智能的材料是那些可以对环境条件的变化做出反应并根据周围环境进行自我控制的材料。形状记忆聚合物(SMPs)是一种刺激响应型聚合物。They can change their shape to a fixed shape under specific set of conditionslike temperature and stress and they have the ability to regain or specifically"memorize" their original shape. This relaxation behaviour of SMPs isassociated with their elastic deformation stored prior to manipulation. Asthese polymers exhibits the property of responding to environment, they havetheir application in many fields such as textile, aerospace, biomedicaldevices, energy.

形状记忆聚合物的“记忆”特性需要被激活，为了激活，使用了不同的刺激材料。起初，使用红外光和水。The property of getting manipulated with changing surrounding in SMPs is due tothe specific molecular arrangements and these polymer don't require anyspecific repeating unit in their structure. This implies that SMPs possessintrinsic material properties and these properties can be adjusted according tothe application by modification in molecular arrangements. Therefore shapememory effect is a result of polymer morphology and it's processing i.e.polymer functionalization. Therefore, the research in the field of SMPs mainlyfocuses on developing various stimuli for SMPs.

spms的特点和性质

形状记忆聚合物本质上是橡胶，由长而缠结的聚合物链组成，这些链在张力下被拉伸以适应变形。

• 高弹性变形(大部分材料应变可达200%)
• 低成本、低密度、生物相容性和生物降解性
• SMPs能在低变形水平下充分恢复。如果它们被冷却到玻璃化转变温度以下并受到外力变形。一旦外部力量被移除，它就会回到以前的未改革状态。
• 当温度大于“玻璃化转变温度”(Tg)时，材料进入软橡胶相，变得容易定义。

形状记忆聚合物(SMPs)原理

在形状记忆聚合物中，典型的形状恢复过程始于高于Tg的温度。在这个温度下，聚合物处于橡胶弹性状态。然后，聚合物在施加的应力下变形，从而在聚合物中产生应变。当冷却到Tg以下时，材料自动恢复到原始形状(形状恢复特性)。这种材料反复恢复其原始形状的特性被称为“形状记忆”。

SMPs的结构和机理

图1展示了为热敏smp开发的代表性模型的进展。该图由共价键和物理相互作用等分子键组成。如果工作温度高于T_反式，则切换域具有柔性，从而产生熵弹性行为上面的聚合物网络T_反式．如果样品之前因施加外部应力而变形，一旦外部应力释放，它就会恢复到初始形状。

形状记忆的分类基于他们的激活模式

•热响应形状记忆聚合物

随着温度的变化而改变形状的形状记忆聚合物被称为热响应型形状记忆聚合物。到目前为止，这些是最常见的形状记忆聚合物。

•电热诱发形状记忆效应

形状记忆聚合物通常不导电。因此，通过与碳纳米粉末混合，它们可以导电。电流转化为热。当电流通过形状记忆聚合物时，它们就会恢复原来的形状。

•光诱导形状记忆聚合物

被光激活的形状记忆聚合物应该具有一些光敏基团，这些光敏基团充当分子开关。形状记忆聚合物被波长大于固定波长的光拉伸和照射，光敏基团形成交联。

•磁感应形状记忆效应

通过在形状记忆聚合物中加入磁性纳米颗粒，并在交变磁场中对这些化合物进行感应加热，实现了聚合物形状变化的非接触触发。

•水激活了形状记忆效应

聚合物的驱动可以通过浸入水中来实现。形状记忆聚合物具有直杆的永久形状被编程成Z形。聚合物的左边部分浸入水中，右边部分不浸入水中。左边部分的玻璃化转变温度降低，它被激活，即在室温水本身的帮助下恢复到原始形态。

形状记忆聚合物在纺织品中的应用

•SMP宏纤维

通过常见的纺丝方法，用形状记忆聚合物制造纺织纤维已经取得了重大进展。只要聚合物有足够的分子量、足够的粘度，就很容易制成聚合物纤维。

•用于整理织物的SMP解决方案

SMP溶液被直接用作整理剂，以在不同类型的纺织品(如棉花或羊毛)中获得有价值的性能。生产形状记忆织物的另一种方法是形状记忆整理，这是一种将形状记忆特性从聚合物转移到织物上的过程。

•SMP薄膜、泡沫和层压纺织品188金宝搏手机版网址

形状记忆薄膜和泡沫在层压智能织物中有着广泛的应用。SMP薄膜在纺织品上的应用功能包括防水、防水、缝缝、折痕复原和固定折痕。188金宝搏手机版网址

•在透气纺织品中的应用188金宝搏手机版网址

使用形状记忆聚合物涂层的服装可以达到更高的舒适度。通过涂覆形状记忆聚合物，如形状记忆聚氨酯，我们可以在很大程度上控制渗透性。我们可以在较高的温度下具有较高的水蒸气渗透性，而在较低的温度下具有较低的水蒸气渗透性，因此在这两种情况下使用都是有用的。

•形状记忆织物(SMF)

长袖衬衫可以通过编程，使袖子随着室温变热而缩短。通过加热，这种织物可以卷起、打褶、折痕并恢复到原来的形状。例子:用吹风机吹空气。

•如果西装

人们发明了一种服装来帮助水手在大洋上航行。它能适应温度的变化，保持人体的体温恒定。这种薄膜在任何给定的大气条件下都能提供最佳的透气性。

•SMF纱线、面料及服装设计

smf应用于纺织品的吸引力在于其形状的固定性和沿纤维的纵向恢复，并伴随其应力的变化188金宝搏手机版网址。采用环锭纺纱和摩擦纺纱技术将SMFs制成纱线，并应用于织物的针织和织造。

未来的前景

SMPs是一类具有多种化学成分、机理和力学响应的智能高分子材料。SMP加速了研究活动和具有新颖结构和多样化功能的新SMP的增长。在实现SMP技术(如材料、工艺和技术)方面取得了重大进展。然而，这些应用的成功仍然有限。至于其独特的弱点，如低恢复应力，我们必须寻找新技术来生产更强大的材料。虽然我们不能对不久的将来抱有不合理的期望，但通过寻找更多利用smp现有功能和能力的创新应用程序，可以克服现有的问题。这一目标需要巨大的创造力、敏锐的眼光以及投资。

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作者简介

Swati Sharma已经完成了NIT Jalandhar纺织技术与管理硕士学位。