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形状记忆环氧树脂(Shape memory epoxy,SMEP)是一种化学交联型形状记忆聚合物,它具有良好的热机械性能,耐化学性和优异的尺寸稳定性。近年来,SMEP受到国内外科学家的青睐,然而,大多数环氧树脂具有高粘度特性,在应用过程中需要溶剂,以降低其粘度,而溶剂的使用会带来资源浪费和环境污染。随着人类环保意识的提高,以水为分散介质的水性环氧树脂(Waterborne epoxy,WEP)受到了广泛的关注,它是环氧树脂重要分支之一。课题组前期研究发现,固化后WEP具有优异的形状记忆性能,但它极易燃烧,其极限氧指数(Limited oxygen index,LOI)小于20%,一定程度上限制了它的应用领域。为此,本课题旨在研究一种兼具形状记忆性能与良好阻燃性能的多功能形状记忆复合材料,开发了一种复合型阻燃剂,并研究该阻燃剂对WEP的力学性能、形状记忆性能和阻燃性能的影响及其光致形状记忆特性,后将该材料应用于聚酯织物中,希望获得一种力学性能和阻燃性能优良,且具有红外光辐照去褶皱功能的多功能织物。论文主要包括以下三部分:首先,以具有优异抑烟、无毒、阻燃效果的聚磷酸铵(Ammonium polyphosphate,APP)为阻燃剂,通过乳液共混、冷冻干燥和热压成型工艺制备了 APP/WEP复合材料,并研究了 APP对APP/WEP复合材料的力学性能,热降解性能,形状记忆性能和阻燃性能的影响。研究结果表明,随APP含量的增加APP/WEP复合材料阻燃性能得到了显著改善,当APP质量分数为20%时,APP/WEP复合材料的LOI值高达32.6%。而且,APP/WEP复合材料仍保持较好的形状记忆性能,其形状记忆固定率和形状记忆回复率均高达95%。但由于APP与WEP基体极性相差较大,随着APP含量的增加,APP/WEP复合材料的力学性能呈下降趋势,而且,单一阻燃剂APP改善WEP阻燃性能能力有限。其次,为进一步改善APP/WEP复合材料的阻燃性能,同时抑制APP对WEP力学性能负面影响,采用原位聚合方法将聚多巴胺(Polydopamine,PDA)包覆到APP表面,得到PDA@APP复合型阻燃剂,并通过乳液共混、冷冻干燥和热压成型的工艺制备了PDA@APP/WEP复合材料。研究了 PDA@APP复合型阻燃剂对复合材料的形貌结构、力学性能、热机械性能、热降解性能、形状记忆性能和阻燃性能的影响。研究结果表明,PDA能有效抑制APP对WEP力学性能的破坏,在相同含量下,PDA@APP/WEP复合材料的断裂强度均高于APP/WEP复合材料。再者,PDA与APP之间存在的阻燃协同效应,有效地提高了复合材料的阻燃性能。例如,15wt%的PDA@APP/WEP复合材料热释放速率峰值和总产烟量相比15wt%的APP/WEP复合材料,分别降低了 7.79%和16.56%。另外,PDA@APP/WEP复合材料具备优异的形状记忆性能,其形状记忆固定率和形状记忆回复率均高达98%。此外,因PDA具有优异光热转换性能,在近红外辐照时,APP表面包覆的PDA赋予了 WEP光驱动形状记忆性能。最后,通过后整理工艺将PDA@APP/WEP乳液(未固化状态)后整理到聚酯织物上。研究结果表明,经PDA@APP/WEP乳液整理后的聚酯织物的力学性能得到了显著提高,当整理织物次数达3次时,聚酯织物的拉伸强度达到97.9 MPa,相比纯聚酯织物提高了30.4%。PDA@APP/WEP乳液整理后聚酯织物具有形状记忆性能,且随着整理次数的增加形状记忆固定率和形状记忆回复率呈现上升趋势,整理次数4次相比整理次数1次的聚酯织物的形状记忆固定率和形状记忆回复率分别提高了 22.3%和33.1%。整理后聚酯织物的阻燃性能得到了显著的提高,整理4次的聚酯织物相比纯聚酯织物热释放峰值下降了93.49%。另外,经PDA@APP/WEP乳液整理后的聚酯织物具有优异的光照(近红外光)去褶皱功能。