Xulosa:
Asosiy xom ashyo sifatida suyultirilgan MDI va polikarbonat diol (PCDL), ko'pikli vosita sifatida suv, katalizator sifatida trietilamin va dibutiltin dilaurat yordamida bir qator polikarbonat tipidagi shakl xotirali poliuretan ko'piklari (SMPUF) sintez qilindi. Suv tarkibining ko'pikning ishlashiga ta'siri zichlik sinovi, siqish ishlashi testi, differentsial skanerlash kalorimetriyasi testi va shakl xotirasi ishlashi testi bilan o'rganildi. Natijalar shuni ko'rsatadiki, SMPUF ning shaklni tiklash tezligi va shaklni aniqlash tezligi 100 foizgacha va shaklni tiklash uchun zarur bo'lgan eng qisqa vaqt 9 s. Yuqori va balandroq.
Shakl xotirasi poliuretan ko'pik (SMPUF) - bu shakl xotirasi materiallarining maxsus sinfidir. Shakl xotirasi poliuretan elastomeri [1] bilan solishtirganda, SMPUF past zichlik, yaxshi energiya assimilyatsiya qilish ko'rsatkichlari, aniq shaklni tiklash effekti afzalliklariga ega va tezda ma'lum bir shaklga [2] mog'orlanishi mumkin, shuning uchun u aerokosmik, biotibbiyotda keng qo'llaniladi. , neft va boshqalar. Togʻ-kon sanoati va boshqa sohalarda qoʻllash imkoniyatlari boʻlishi mumkin [3-4]. Shunga qaramay, shakl xotirasi poliuretan ko'piklari bo'yicha juda kam tadqiqot hisobotlari mavjud.
Kang va boshqalar [5] xom ashyo sifatida polieter poliol va 4,4'-difenilmetan diizosiyanat (MDI) va ko'pikli vosita sifatida suv bilan ko'p devorli uglerod nanotubalarini / poliuretan ko'piklarini sintez qildilar. Ko'p devorli uglerod nanotubalarining qo'shilishi poliuretan ko'piklarining mexanik kuchini va shakl xotirasi xususiyatlarini sezilarli darajada oshirishi mumkin. Chung va boshqalar. [6] poliuretanni bir bosqichli usul orqali sintez qilish uchun MDI, polikaprolakton diol (PCL) va 1,{8}}butandiol (BDO) dan foydalangan va keyin poliuretanni tuz bilan yuvish usuli bilan tayyorlash uchun poliuretanni tetrahidrofuranda eritgan. Ko'pik, uning shaklini mahkamlash darajasi va tiklanish darajasi 98 foizdan yuqori. SMPUF poliuretan elastomerlariga qaraganda kengroq rivojlanish maydoniga ega va uni turli sohalarda qo'llashni kengaytirish uchun uni tayyorlash jarayoni va struktura-mulk munosabatlari bo'yicha tadqiqotlarni kuchaytirish zarur.
Ushbu tadqiqotda SMPUF asosiy xom ashyo sifatida polikarbonat diol (PCDL) va suyultirilgan MDI va puflovchi vosita sifatida suvdan foydalangan holda tayyorlangan va suv miqdorining shakl xotirasi poliuretan ko'pikining xususiyatlariga ta'siri o'rganilgan.
Eksperimental qism 1.1 Asosiy reaktivlar va asboblar Polikarbonat diol, PD2000 markasi, sanoat darajasi, Beijing Beihua Engineering Technology Co., Ltd.; suyultirilgan MDI (MM103), BASF kompaniyasi; 1,4-sikloheksandimetanol (CHDM), analitik daraja, Shanghai Aladdin Biochemical Technology Co., Ltd.; Trietilamin, analitik daraja, Tianjin Fuchen kimyoviy reagent fabrikasi; Dibutiltin dilaurat, analitik daraja, Tianjin Guangfu nozik kimyoviy moddalar instituti.
XWW-20Universal material sinov mashinasi, Chengde Jinjian Testing Equipment Co., Ltd.; DSC204 F1 Differensial Scanning Calorimetry (DSC) asbobi, Germaniya Netzsch kompaniyasi.
1.2 Eksperimental jarayon
Termometr, aralashtirgich va vakuumli dum bilan jihozlangan quruq uch bo'yinli kolbaga PCDL qo'shing va uni 105 daraja va -0 sharoitlarda 1,5-2 soat davomida vakuumda suvsizlang. MPa. Namlik miqdori 0,1 foizdan kam bo'lsa, changyutgichni to'xtating, 50 darajaga sovutib oling va foydalanilgunga qadar yopiq idishda saqlang. MDI ishlatilgunga qadar 1 soat davomida 50 darajaga qadar elektr portlovchi quritish pechida oldindan qizdirilgan.
PCDL, CHDM, suv, trietilamin va dibutiltin dilauratni torting, ularni yuqori tezlikda aralashtiring va aralashtiring, so'ngra suyultirilgan MDI komponentlarini o'lchang, yuqori tezlikda teng ravishda aralashtiring, qolipga quying, ko'piklanish reaktsiyasi 15 soniya ichida bo'ladi. namunalar sinovdan oldin 7 kun davomida qaritilgan. Tajribada faqat izosiyanat va suv miqdori o'zgartirildi (PCDL 100 g miqdoriga nisbatan), R qiymati 1, 05, suv miqdori ag bo'lgan ko'pik esa qayd etildi. SMPUF-a, masalan, SMPUF-0. 5 suv miqdori 0,5 g ekanligini bildiradi.
1.3 Sinov va tavsiflash
Ko'pik zichligi GB/T 6343-2009 bo'yicha sinovdan o'tkaziladi; bosim kuchi GB/T 8813-2008 usuli bo'yicha 20 daraja sinovdan o'tkaziladi.
DSC sinov shartlari: N2 atmosferasi, harorat oralig'i 25 ~ 125 daraja, isitish tezligi 20 daraja / min.
Hujayra morfologiyasi testi: yorug'lik mikroskopi, 40x, kesma, Sulfonilrodamin B bo'yash.
Shakl xotirasi testi: namunalar 25 mm × 25 mm × 25 mm bo'lgan barcha kublardir va markirovka chiziqlari orasidagi masofa L 0; namunalarni 60 darajaga (yoki 80 daraja, 100 daraja) qizdiring, 20 foizgacha siqish uchun tashqi kuch qo'llang va haqiqiy balandlik belgilanadi. 0 gradusgacha sovutib oling, shaklni 10 daqiqa ushlab turing, uni xona haroratida 30 daqiqaga qo'ying, balandlikni o'lchab, L2 sifatida yozing; namunani 60 darajaga (yoki 80 daraja, 100 daraja) qizdiring, tiklangan balandlikni L3 sifatida yozing va tiklanishni balandlik uchun zarur bo'lgan eng yuqori vaqt t ga yozing. Quyidagi formula bo'yicha hisoblangan:
Shaklni aniqlash tezligi Rf=[( L0-L2 ) /( L0-L1) ]×100 foiz
Deformatsiyaning tiklanish darajasi Rr=[( L3 - L2 ) / ( L0 - L2 ) ] × 100 foiz
2 Natijalar va muhokama
2.1 Suv dozasining ko'pikning bosim kuchiga ta'siri
Ushbu tajribada suv dozasining SMPUF ning bosim kuchiga ta'siri o'rganildi va natijalar 1-jadvalda ko'rsatilgan.
1-jadvaldan ko'rinib turibdiki, suv miqdori 0,5 g dan 3,{4}} g gacha oshishi bilan SMPUF zichligi asta-sekin pasayadi va bosim kuchi avval ortadi, keyin esa kamayadi. Buning sababi shundaki, suv izosiyanat bilan reaksiyaga kirishib, karbamid guruhlarini hosil qiladi va ba'zi karbamid guruhlari biuret guruhlarini hosil qilish uchun keyinchalik reaksiyaga kirishishi mumkin. Karbamid guruhlari va biuret guruhlarining birikish energiyasi uretan guruhlariga qaraganda yuqori, shuning uchun suv iste'molining ortishi bilan birga, suv miqdorining oshishi ham SMPUF ichida ko'proq bo'shliqlarga olib keladi, ko'pikning diametrini oshiradi, kamaytiradi. materialning zichligi va shu bilan materialning mustahkamligini kamaytiradi. Shuning uchun suv sarfi ortishi bilan SMPUF ning bosim kuchi avval ortadi, keyin esa kamayadi va maksimal qiymat 0,49 MPa ni tashkil qiladi.
Bundan tashqari, mikroskop yordamida namunaning hujayra tuzilishi kuzatildi. Suv miqdori oshgani sayin hujayra diametri kattalashib, bir xil bo'lmagan bo'ladi. Buning sababi shundaki, hujayralardagi gaz asosan suv va izosiyanatning kimyoviy reaktsiyasi natijasida hosil bo'lgan karbonat angidriddan iborat [7]. Suv miqdori ortishi bilan gaz ko'payadi va zichlik kamayadi.
2.2 Suv dozasining ko'pikning issiqlik xususiyatlariga ta'siri
1-rasmda SMPUF namunasining DSC spektri ko'rsatilgan.
1-rasmdan ko'rinib turibdiki, suv miqdori ortishi bilan SMPUF ning yumshoq segment erish harorati (Tm) asta-sekin o'sib boradi (mos ravishda 37 daraja, 43 daraja, 47 daraja, 50 daraja va 54 daraja). Buning sababi shundaki, karbamid guruhi uretan guruhiga qaraganda qutbliroqdir [8] va suv miqdorining oshishi SMPUFda ko'proq karbamid guruhlari hosil bo'lishiga olib keladi, bu polimer molekulasining harakatiga sterik to'siqni kuchaytiradi. zanjir. Tm ortadi.
2.3 Ko'pikning shakl xotirasi xususiyatlariga suv tarkibining ta'siri
2-jadvalda har xil haroratlarda har xil miqdordagi suv bilan tayyorlangan SMPUF namunalarining shakl xotirasi xususiyatlari ko'rsatilgan.
2-jadvaldan ko'rinib turibdiki, har xil haroratlarda turli xil suv dozalari bilan tayyorlangan SMPUF namunalarining shakli fiksatsiya tezligi Rf hammasi 100 foiz; bir xil haroratda, suv dozasining oshishi bilan ko'pikning shaklni tiklash tezligi Rr va shaklni tiklash vaqti t ortadi. Ikkalasi ham asta-sekin kamaydi; haroratning oshishi bilan ko'pikning shaklini tiklash tezligi asta-sekin o'sib bordi va shaklni tiklash vaqti asta-sekin kamaydi.
SMPUF ning yumshoq segmentini tashkil etuvchi PCDL kristallikka ega. SMPUF harorati ortib, harorat pasaytirilgandan so'ng, PCDL yumshoq segmentining molekulyar zanjiri haroratning pasayishi bilan "muzlatiladi". Shuning uchun, bu SMPUF yaxshi shaklni mahkamlash tezligiga ega [9]. SMPUF shaklini tiklash tezligi ko'pik zichligiga ta'sir qiladi. Zichlik qanchalik kichik bo'lsa, birlik hajmdagi qatronlar ulushi qanchalik kichik bo'lsa va qattiq segment tarkibi kichikroq bo'ladi. Shuning uchun, harorat doimiy bo'lganda, ko'pikning shaklni tiklash effekti suv sarfi ortishi bilan yomonlashadi, 60 SMPUF ning shaklni tiklash tezligi-3.0 darajada , 8{11}} daraja va 1{14}}0 daraja mos ravishda 93,2 foiz , 96,0 foiz va 98,0 foizni tashkil etdi. SMPUF hujayralarining gözenek hajmi qanchalik katta bo'lsa, ko'pikli skeletning deformatsiyasi qanchalik katta bo'lsa, saqlanadigan energiya shunchalik yuqori bo'ladi va molekulyar zanjirning tiklanishi stressi shunchalik katta bo'ladi [10]. Shuning uchun, harorat sobit bo'lganda, ko'pikning shaklini tiklash vaqti suv iste'molining oshishi bilan asta-sekin kamayadi. , SMPUF-3.0 ning 60 daraja , 80 daraja va 100 darajadagi shaklni tiklash vaqtlari mos ravishda 26 s, 18 s va 9 s.
2-jadvaldan ham ko'rish mumkinki, SMPUF-3.0 ning tiklanish tezligi harorat oshishi bilan ortadi va shaklni tiklash vaqti kamayadi. Buning sababi shundaki, harorat qanchalik yuqori bo'lsa, molekulyar segment shunchalik ko'p energiya oladi, segmentning harakati kuchliroq bo'ladi va yumshoq segment va qattiq segmentning harakati to'liq bo'ladi.
3 Xulosa
(1) Shakl xotirasi poliuretan ko'pik muvaffaqiyatli tayyorlandi, shaklni tiklash tezligi va shaklni mahkamlash tezligi 100 foizgacha (0,5 g va 1 g suv dozasi bilan) va shakli tiklanish vaqti 9 sekundgacha qisqa edi (suv dozasi 3,0 s edi). g, harorat 100 daraja).
(2) Suv tarkibining oshishi bilan shakl xotirasi poliuretan ko'pikining zichligi asta-sekin kamaydi, bosim kuchi birinchi marta oshdi, keyin esa pasaydi va Tm asta-sekin o'sdi.
