开发一个放大太阳光响应形状记忆的生物复合材料:化 (TiN) 纳米颗粒对生物基氧化/环氧共聚物的影响
Anandraj Joseph1, Ibrahim Lawan1, Krittapas Charoensuk1
1Center of Excellence in Polymeric Materials for Medical Practice Devices, Department of Chemical Engineering, Faculty of Engineering, Chulalongkorn University Bangkok 10330 Thailand sarawut.r@chula.ac.th.
Nanoscale advances
|August 22, 2024
概括
化 (TiN) 纳米粒子增强生物基聚合物复合材料的形状记忆应用. 优化的TiN加载提高了光吸收,热稳定性和机械性能,在阳光刺激下实现了优越的形状记忆性能.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 聚合物科学 聚合物科学
- 纳米技术纳米技术
背景情况:
- 形状记忆聚合物 (SMP) 是一种先进的材料,在各种领域都有潜在的应用.
- 生物基聚合物为传统的石油基材料提供了可持续的替代品.
- 提高SMP的特性,特别是它们对刺激的反应,对于实际应用至关重要.
研究的目的:
- 为了研究化 (TiN) 纳米颗粒对生物基氧/环氧共聚物的形状记忆性能的影响.
- 分析TiN加载对光吸收,热稳定性,粘性弹性和拉伸性能的影响.
- 探索使用正常和放大太阳光照射作为刺激的形状记忆激活.
主要方法:
- 制造TiN填充的佐 / 环氧共聚合物复合材料,其度不同,TiN度不同 (1-7 wt%).
- 光吸收性,热稳定性 (TGA),粘性弹性特性 (储存模量) 和拉伸性能的表征.
- 使用阳光照射刺激来评估形状记忆性能 (形状固定率,形状恢复率,恢复时间).
主要成果:
- TiN纳米粒子有效分散,形成出色的复合样本.
- 复合材料呈现出增强的吸光度 (200-900nm) 和增加的热稳定性 (降解温度高达324°C).
- 最佳的粘性弹性 (3.1 GPa储存模块) 和拉伸性能 (10.4 MPa拉伸应力) 在5重%的TiN时得到了实现.
- 观察到形状记忆性能显著改善,TiN-7{wt%) 显示95%的形状固定性和96%的形状恢复.
结论:
- 将TiN纳米颗粒加载到生物基氧/环氧共聚物中,会对其材料特性和形状记忆性能产生积极影响.
- 放大阳光照射是一种有效的刺激,可以激活这些TiN填充复合材料中的形状记忆效应.
- 开发的TiN填充聚合物复合材料显示出对需要光响应形状记忆行为应用的承诺.
