上海交通大学：《材料与文明》课程教学资源（学生作业）形状记忆聚合物

热致感应型 形状记忆 聚（合（物 苏奕敏 515030910054

热 致 感 应 515030910054 型 形 状 记 忆 聚 合 物

01 基本概念 反应过程 目录 02 CONTENT 03 种类 04 应用

基本概念 反应过程 应用 种类

Part 1 基本概念 形状记忆聚合物 记忆响应机理分类

Part 1 基本概念 形状记忆聚合物 记忆响应机理分类

形状记忆聚合物 (Shape Memory Polymer,SMP) 定义 具有初始形状，经形变固定后，通过加热等外部刺激手段 的处理又可恢复初始形状的聚合物 优点 形变量大、形变加工方便、形状恢复温度易于调整、电绝 缘性和保温效果好、不生锈、易着色、可印刷、质轻、耐 用、价格低廉 强度低、形变恢复驱动力小、刚性和硬度低、稳定性差、 缺点 性能易受外部环境的物理、化学因素的影响，易燃烧、耐 热性差、易老化、使用寿命短

形状记忆聚合物 (Shape Memory Polymer, SMP) 优点 缺点

记忆响应机理分类 三引发形状记忆效应的外部环境因素三 物理因素：热能、光能、电能和声能等 化学因素：酸碱度、螯合反应和相转变反应等 热致SMP 电致SMP 光致SMP 化学感应 SMP 研究最多，达到应用

热致SMP 记忆响应机理分类 电致SMP 光致SMP 化学感应 SMP 研究最多，达到应用

Part 2 反应过程 基本原理 形状记忆过程

Part 2 反应过程 基本原理 形状记忆过程

基本原理 热致SMP在室温以上一定温度变形并能在室温固定形变且长期存放， 当再升温至某一特定响应温度时，能很快回复初始形状。 (a) 两相结构 固定相 可逆相 10 mm (b) 记忆起始形状 随温度变化能可逆地固化和软化 L+'下T孩T 变形 固定 恢复 10 mm

基本原理 两相结构： 固定相 ＋ 可逆相 记忆起始形状 随温度变化能可逆地固化和软化

形状记忆过程 Q9又QQ eegQ又 冷却 冷却 加热 e &a庆e (1) 固定相与可逆相 2)形成固定相 (3)可逆相结晶（起始态） (4)可逆相软化 处于软化状态 施以外力 冷却 加热 (5)在外力作用下发生形变 (6)在外力作用下可逆相冷却后定型（变形态） 冷却 食 固定相（即硬段） 忘 可逆相的结晶都分 可逆相的非结晶部分 7) 可逆相熔融 (8)状态复原为(3) 微 图1热塑性SMP的形状记忆示意图

形状记忆过程

形状记忆过程 0 加热 冷却 加热 交联 (1)聚合物加温成型 (2)交联结束 (3)交联后的结品状态（起始态） (4)加热时结晶部分熔融 施以外力 冷却 加热 (5)非晶部分在外力作用下形变 (6)在外力作用下结品部分冷却定型（变形态） 冷却 三 结品部分 & 非晶部分 交联点 ()非晶态(4) (8)状态复原 图2热固性SMP形状记忆示意模型

形状记忆过程

Part 3 种类 I

Part 3 种类