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國際新研發:利用離子彈性體制造形狀記憶復合材料

?? 日期:2022-03-25???? 來源:蓋世汽車網????瀏覽:229????
核心提示:據外媒報道,西班牙馬德里的一組研究人員開發了一種制造形狀記憶復合材料的方法,有助于開發適用于工業等領域的材料。形狀記憶聚
據外媒報道,西班牙馬德里的一組研究人員開發了一種制造形狀記憶復合材料的方法,有助于開發適用于工業等領域的材料。
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形狀記憶聚合物在生物醫學和建筑行業具有較好的應用潛力。不久的將來,汽車和航空航天方面的需求將進一步促進相關產品發展。但是,與形狀記憶合金相比,形狀記憶聚合物在機械性能方面具有局限性,例如柔韌性。
 
胡安卡洛斯國王大學(Rey Juan Carlos University)Antonio González-Jiménez博士領導的團隊詳細研究了如何增強產品特性,如交聯性、變形特性,以及向聚合物基體中添加彈性體和填料,以生產性能優異的形狀記憶材料。
 
智能材料
 
形狀記憶材料屬于智能材料,也稱為功能材料。這種材料可以根據外部環境條件做出反應,并進行調整。在受到各種刺激后,能夠物理改變形狀并恢復至初始形態。
 
隨著軟致動器(soft actuator)等先進元件的發展,不同構成的多功能形狀記憶材料受到關注。研究人員致力于開發新型智能材料,使其對光、熱、磁、電以及水和濕度等各種刺激做出反應。González-Jiménez博士解釋:“近年來,人們采取不同的方法,獲得了在一定變形范圍內保持彈性的聚合物,包括具有互穿聚合物網絡的熱塑性液晶彈性體,以及彈性體和小分子添加劑的混合物。”

該團隊致力于三個主要目標。第一,評估引入導電填料(炭黑)和納米填料(多壁碳納米管)對以共價鍵和離子鍵交聯的XNBR復合材料網絡結構和形狀記憶性能的影響;第二,通過研究各種填料的粘彈性行為、機械性能和電學性能,比較各種填料的強化效率;第三,在使用具有增強熱傳導和電導率的離子彈性體的基礎上,對當代先進應用概念進行了證明。
 
形狀記憶彈性體復合材料
 
長期以來,研究人員一直在探討,向XNBR復合材料中引入導電和納米填料所產生的影響,旨在創建提高形狀記憶材料各種功能的方法。
 
研究人員引入具有高比表面的炭黑和多壁碳納米管。制備樣品后,通過一系列測試和方法,觀察形狀記憶行為、電導率和熱導率。該團隊發現,強化彈性和耐熱行為,可使樣品恢復至原始或永久形狀,表現出形狀記憶功能。González-Jiménez博士解釋說:“引入碳納米管,可以獲得最佳固定性能(與未填充材料相比,可提高4-10%)。”使用納米管增強是最有效的方法,而炭黑的強化效果相對較小,所需要的填充量超過納米管的兩倍。
 
該團隊通過引入炭黑和碳納米管填料,成功開發了形狀記憶彈性體復合材料,提升了材料的形狀記憶行為。
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