变形取向对高聚物力学和形状记忆性能的影响研究

基本信息
批准号:11502068
项目类别:青年科学基金项目
资助金额:20.00
负责人:肖锐
学科分类:
依托单位:河海大学
批准年份:2015
结题年份:2018
起止时间:2016-01-01 - 2018-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:蔡伟,孙振华,卓沛骏
关键词:
高聚物力学性能软物质高聚物本构建模形状记忆高分子
结项摘要

Shape memory polymers (SMPs), as novel smart materials, have shown strong potential applications in industrial and biomedical areas. Compared with the traditional method of obtaining the temporary shape at high temperatures, the strategy of programming SMPs at lower temperatures can save energy and time. However, most of the current research on SMPs, programmed at low temperatures, is limited to moderate strain. Meanwhile, due to the nonequilibrium glassy state, the polymer structure continuously evolves to the equilibrium state at low temperatures, known as physical aging effect, which is not incorporated in most of the current research on SMPs. In this project we plan to develop a constitutive model to investigate the influence of large deformation at low temperatures and physical aging on mechanical properties and shape memory behaviors of amorphous polymers. A series of experiments will also be performed to characterize the mechanical and shape memory properties. The experimental results will be used to verify and improve the model. Thus, this project will combine the experimental and modeling approaches to understand the influence of deformation temperature, strain rate,deformation orientation and physical aging on thermomechanical properties and shape memory performance of amorphous polymers. The results will enhance the knowledge of amorphous polymers and advance the applications of SMPs.

形状记忆高分子作为一种新型智能材料,在工业和生物医学方面都有着非常广阔的应用前景。相对于传统的在高温形成临时形状的方法,低温变形形成临时形状的做法能节省大量的能源和时间。但是当前对低温变形下的形状记忆功能的研究主要集中在中等应变范围。此外,高聚物在低温玻璃态,其结构处于非平衡态,力学性能会随着时间不断演化,即发生物理时效效应。目前大多数对形状高分子的研究都未包含时效效应。本项目拟建立一个三维本构模型,用以研究低温大变形和物理时效对高分子力学性质和形状记忆功能的影响。同时,本项目也将进行一系列的力学性能测试和形状记忆恢复的实验。这些实验结果将用来验证和优化模型。因此,本项目将通过理论和实验手段理解变形温度,应变率, 形变取向和物理时效对非晶态高聚合物的力学性质和形状记忆功能的影响。这些结果将有助于对非晶态高聚物基础理论的研究和促进形状记忆高分子的应用。

项目摘要

本项目通过实验和理论相结合研究非晶态高聚物的大变形热力学行为和形状记忆效应。在形状记忆方面,研究了热塑性高聚物的形状记忆效应、热固性高聚物的可调控形状记忆效应、以及通过结合溶剂调控热固性高聚物的形状记忆区间。在非晶态高聚物的热力学行为方面,研究了物理老化和预变形对非晶态高聚物应力响应和热容响应的影响,通过实验研究不同老化温度和老化时间对高聚物屈服应力的影响,并研究了温度、应变率、交联度和预变形对高聚物应变强化行为的影响。这些成果促进了非晶态高聚物的基础理论发展和形状记忆高聚物这类智能材料的应用。依托本项目项目负责人发表第一/通讯作者SCI论文15篇,包括International Journal of Solids and Structures, Mechanics of Materials, International Journal of Non-Linear Mechanics, Journal of Applied Mechanics等力学主流期刊,并培养多名研究生。

项目成果
{{index+1}}

{{i.achievement_title}}

{{i.achievement_title}}

DOI:{{i.doi}}
发表时间:{{i.publish_year}}

暂无此项成果

数据更新时间:2023-05-31

其他相关文献

1

基于分形L系统的水稻根系建模方法研究

基于分形L系统的水稻根系建模方法研究

DOI:10.13836/j.jjau.2020047
发表时间:2020
2

水氮耦合及种植密度对绿洲灌区玉米光合作用和干物质积累特征的调控效应

水氮耦合及种植密度对绿洲灌区玉米光合作用和干物质积累特征的调控效应

DOI:10.3864/j.issn.0578-1752.2019.03.004
发表时间:2019
3

新疆软紫草提取物对HepG2细胞凋亡的影响及其抗小鼠原位肝癌的作用

新疆软紫草提取物对HepG2细胞凋亡的影响及其抗小鼠原位肝癌的作用

DOI:
发表时间:
4

三级硅基填料的构筑及其对牙科复合树脂性能的影响

三级硅基填料的构筑及其对牙科复合树脂性能的影响

DOI:10.11951/j.issn.1005-0299.20200093
发表时间:2020
5

2A66铝锂合金板材各向异性研究

2A66铝锂合金板材各向异性研究

DOI:
发表时间:2017

相似国自然基金

1

TiAl变形合金片层界面取向调控机理及其对力学性能的影响研究

批准号:51701209
批准年份:2017
负责人:刘仁慈
学科分类:E0104
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
2

形状记忆合金金属橡胶的力学性能研究

批准号:51105022
批准年份:2011
负责人:张大义
学科分类:E0503
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
3

多孔Ni-Ti形状记忆合金力学性能研究

批准号:10772021
批准年份:2007
负责人:兑关锁
学科分类:A0801
资助金额:35.00
项目类别:面上项目
4

铁磁形状记忆合金颗粒对触点材料燃弧性能影响的研究

批准号:51171056
批准年份:2011
负责人:孟凡斌
学科分类:E0110
资助金额:65.00
项目类别:面上项目