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形状记忆聚合物的出现对传统材料的设计和使用方式产生了冲击,它在继承了传统聚合物材料密度小,形变量大等优异特点的基础上,以其在外界刺激上独特的变形-回复能力,使得它可以在生物医学、航空航天、精密仪器制造等方面发挥重要的作用。无独有偶,多重形状记忆聚合物的出现所带来的多次变形-回复的能力又进一步将智能材料的应用推向了一个新的高度。在追求快节奏、高效率的时代,3D打印技术的出现拉近了普通人与生产制造之间的距离,将形状记忆聚合物与3D打印技术有机的结合起来,即拓展了3D打印材料的范围又使得形状记忆材料制品的精密程度、使用范围等继续提升,是一个双赢的结果。研究内容首先通过预聚-扩链法制备不同软段材料、硬段材料比的SMPU,经过比较不同软段材料对合成过程的影响,在软段材料选用PCL之后,经过反复的实验,制备了多种软硬段比例的SMPU后,分析测试材料的转变温度以及力学、热力学性能之后,确定MDI:PCL:BDO=3:1:2和4:1:3比例的聚氨酯在室温下不具有形状记忆性能,所以MDI:PCL:BDO=2:1:1是制备形状记忆聚氨酯的有效的方案,其玻璃化转变温度在37℃,形状回复率可达95%,同时课题还对制备的形状记忆聚氨酯的应用作了探索实验分析。其次通过共混改性的方法,参考三重形状记忆聚合物的材料特性,选择多组不同材料,包括PPC与PLA,PPC与PU,PLA与PS,SMPU与ABS等,综合考虑了玻璃化转变温度,材料是否分层,以及宏观力学性能等因素,最终发现SMPU与ABS的共混材料具备了三重形状记忆的特性,其每一阶段的回复率接近90%,实验还分析了该种材料的性能以及苯环对材料形状记忆能力的促进作用和材料的三重形状记忆机理:ABS进行玻璃化转变的链段和SMPU发生玻璃化转变的链段是可逆相存在,两者之间的交联结构作为固定相存在。同时还可以通过改变两者的比例调整共混物的性能,并设计了它的医学应用实例。最后利用实验制备的三重形状记忆材料(SMPU:ABS=75:25)挤丝,研究了其应用于3D打印的可能性,通过研究挤丝实验中挤丝的方式和温度对于挤出料的影响,设计了合适的挤丝方案,确定了合适的挤丝温度170℃,最后得到了打印制件,分析打印后制件的形状记忆能力,其回复率在90%。证明所研制的材料是适用于3D打印的,它会极大丰富材料的使用方式和使用范围。