第26卷第6期2005年12月纺织学报JournalofTextileResearchVol.26,No.6Dec.,2005·综合述评·智能热敏形状记忆聚合物及其应用胡金莲,范浩军(香港理工大学纺织及制衣学系,香港)摘要智能热敏聚合物是一种能够对外界温度的变化发生预定响应,从而使聚合物特定的宏观性能随之发生相应变化的高分子材料,形状记忆聚合物为智能热敏聚合物的一种。聚氨酯、聚降冰片烯、反式1,42聚异戊二烯等均具有形状记忆特性。与形状记忆金属合金相比,形状记忆高分子材料具有质量轻、成本低、形状记忆温度易于调节、易于着色、形变量大、赋形容易,且易于在预定温度下被激发等特点,特别是形状记忆聚氨酯,具有结构2性能易于控制,形状记忆温度选择范围宽(-30～70℃)等优点,因而在生物医学、纺织服饰、玩具、包装、国防军工等诸多领域显示了广阔的应用前景。在纺织领域,具有形状记忆的领带、腹带、服装衬里、胸罩、绷带、运动服、军用作战服、登山服、帐篷等以其抗皱、免烫、防水、透湿、保温、定型等多种功能可通过体温或温度自动调节等智能特性,深受消费者青睐。本文对智能热敏高分子材料的研究和发展进行了回顾,重点介绍了该类材料的结构特征,形状记忆机理及其在纺织、生物医用材料、国防军工等领域的应用前景,并对该类材料的发展前景进行了展望。关键词热敏智能聚合物;形状记忆;结构;机理;应用中图分类号:TQ342119文献标识码:A文章编号:025329721(2005)0620122208Thermal2sensitiveintelligentpolymersandtheirapplicationHUJin2lian,FANHao2jun(InstituteofTextilesandClothing,TheHongKongPolytechnicUniversity,HongKong,China)AbstractShapememorypolymers(SMPs)hererefertothemal2sensititvepolymerswiththeabilitytosenseandrespondtoextemalstimuliinapredeterminedshape.Somepolymerssuchaspolyurethane,co2polymerofStyreneandButadiene,1,42polyisoprene,crosslinkedPE,etc.werefoundtohaveshapememoryrecoveryability.Ascomparedwithshapememoryalloy,thermal2sensitiveshapememeorypolymershavelowdensity,lowcost,highshaperecovery,areeasytodye,toshapeandtobestimulatedunderexpectedswitchtemperature.Especiallywithpolyurethane,thestructure2propertyrelationshipsareextremelydiverseandcontrollableandtheshaperecoverytemperaturecanbesetinawiderangefrom-30℃to70℃.Sotheyhavefoundawidespectrumofapplicationsinsuchfieldsasbiomedical,textileandgarment,toy,packagingandmilitaryindustries.Smarttextilesarehighlyappreciatedbycustomersforthemultifunctionssuchaswrinkle2free,easy2care,water2proof,moisturevaporpermeable(breathable),warmthretention,shapememeory,andautomaticcontroltokeepthewearercoolerorwamer.Theseproductsincludeoutdoorgarments,sportswear,sleepingbags,tent,bandage,brassiere,bellybandandmilitarycombatwear.Areviewismadeofthethermal2sensitiveintelligentpolymerswithfocusesonthestructuralfeatures,shapememorymechanism,alongwiththeirpotentialapplicationsintextile,biomedical,andnationaldefenseindustries.Keywordsthermal2sensitiveintelligentpolymers;shapememory;structure;mechanism;application基金项目:香港政府创新科技署资助项目作者简介:胡金莲,女,教授,博士。主要从事形状记忆聚合物的研究。智能热敏聚合物是一种能够对外界温度的变化发生预定响应的高分子材料,也就是说,外界温度的变化促使聚合物的微观结构发生预定的响应,从而使聚合物特定的宏观性能随之发生相应的变化。热敏形状记忆聚合物属于智能材料的一种,该类聚合物制品经过形变并固定后,在特定的外界条件———热刺激下能自动回复到初始形状。聚降冰片烯、反式1,42聚异戊二烯、苯乙烯2丁二烯共聚物、交联聚乙烯、聚氨酯(PU)以及含氟高聚物、聚己内酯、聚酰胺等高聚物均具有形状记忆功能。其中形状记忆聚氨酯具有生产原料广,配方可调性大,形状记忆温度范围宽等优点,适应于挤压、注射成型、涂层、铸造等成型工艺,能满足多种应用需要,其良好的透湿性、热膨胀...
