德国进口形状记忆塑料SMP超弹性响应材料/形状记忆材料

经过注塑或挤出工艺后，德国高端品牌的创新形状记忆塑料（SMP）能稳定在不同的形状，然后按指令恢复原状。

这种智能材料的秘诀在于其网络结构，它让无数应用获得了改善。

形状记忆材料（SMM）是超弹性响应材料，具有暂时变形的能力，然后根据特定触发条件恢复为原状。

这些触发刺激可包括温度、光、酸碱度、磁场或化学物质。虽然听起来很有未来感，但

SMM实际上已经出现一段时间，并在无数领域依然具有很大的创新潜力。

SMM的神奇世界
从“飞橡胶”（或飞天法宝）的俏皮弹跳到“终结者2”中令人恐怖的液态金属机器人，流行文化一直偏爱变形材料。

但早在20世纪30年代，现实世界就首次开发出具有一定“自我意识”的材料。

这些物质称为形状记忆合金（SMA），也称为智能金属甚至肌肉线。

它们包括镍钛（“镍钛合金”）等合金。超弹性SMA用于汽车工业、机器人和其他应用的轻型执行器和气动阀。

随着聚氨酯的发现和聚合物研究的进步，智能材料的范围已经扩大到包括各种聚合物。

形状记忆塑料（SMP）有时被称为“带大脑的塑料”，它具备的一些特性使其比SMA更具吸引力。

此类材料具有极高的弹性变形能力，成本极低、密度小，应用可调温度范围广。

其他优点还包括易于加工、具备生物相容性潜力，以及某些聚氨酯品级和其他组分的固有生物降解性。

虽然具体性质不同，但SMA和SMP都依靠决定其结构的类似原理：两种不同的材料以化学方式键合，但又保持“相分离”，与油和水非常类似。

虽然没有达到可见程度的分离，但两种材料分开的程度足以形成硬和软链段（也称为嵌段共聚物）的结构化网络。

较软部分的作用是临时变形，而较硬部分支持材料恢复原状。

凭借这一基本原理以及特定的聚合物专业技术，德国科学家推出一种具有很大应用前景的智能新型热塑性聚氨酯（TPU）。

具有清晰记忆的热塑性聚氨酯成型材料
该材料是一种由专利工艺合成的形状记忆塑料（SMP）。聚酯热塑性聚氨酯经注塑或挤出工艺制造组件，

然后可以通过热机械处理将其暂时稳定在另一种形状中。然而，尽管有这种变形能力，但材料依然保留原始的永久形状。

加热到大约40℃的“转换温度”（或科学上更正确说法“多元醇相变温度”）以上，热塑性聚氨酯几乎能完全恢复。

聚合物就这样“记住”其原始形状。

这种热塑性聚氨酯是与柏林BAM联邦材料研究和测试研究所密切合作开发的成果，

在该研究所，我们研究了长期使用的机械性能、老化性能和“形状记忆性能”。

该材料室温条件下的平均硬度约为邵氏A 92，在60°C时为邵氏A 72，因此在这些温度下，硬度差异明显大于传统热塑性聚氨酯。

此外，它还具有热塑性聚氨酯的所有相同优点：耐磨、弹性好，并且宽温度范围内保持柔软。

它还能耐受许多化学物质。SMP甚至可用于食品接触应用。

新品级适合重复使用。它可以稳定地重新熔化而不会劣化，并在进一步应用中进行再加工。

典型应用领域
机械工程和汽车、纺织、运动和休闲行业、玩具制造和航空航天工程等领域的应用。

热塑性聚氨酯应用案例

前景光明的应用想法：
我们已经与BAM合作，为新型SMP开发出两个具体应用：自立式花园隧道和防篡改二维码标签。

第一个潜在应用是用SMP制作花园拱道，用来延长花卉和蔬菜的生长季节。

这些便携式结构包括支撑拱和结构顶，许多园丁使用轻质塑料管和薄膜制造这些结构。

建设这些小型温室需要大量劳动。

但如果这些拱结构采用SMP通过注塑和挤出工艺制造，则可以暂时稳定在扁平形状并与透明薄膜连接。

然后将这些薄膜在种植场上铺开，经过加热后，拱形结构恢复其永久形状。成果：基本上用户可以高效搭建任何规模的自立式花园拱道。

实施的第二个应用是使用形状记忆热塑性聚氨酯制作二维码标签。

对热塑性聚氨酯标签进行二维码染色和雕刻后，标签会暂时变形，使其无法读取。

只有将其加热并恢复原状后，才能使用扫描装置（例如智能手机）读取标签。这些智能热塑性聚氨酯标签非常适合防篡改打标和按需标识货物。

我们甚至可以对工艺稍加改动，让热塑性聚氨酯标签中的符号、徽标等暂时不可见，以增强保护性能。

形状记忆热塑性聚氨酯的现代和未来应用
目前，我们可以为这种新兴技术构想大量应用机会。应用前景非常光明。

热塑性聚氨酯应用开发主管解释说：“我们可以想象在机械工程和汽车、纺织、运动和休闲行业、玩具制造和航空航天工程等领域的应用。

”形状记忆塑料具有广泛的应用潜力，可用于人造肌肉、铰链、太阳帆、自开式和自闭式包装、可重复打印的盲文标志，或褶皱自平纺织品。

在未来，新材料组合和高度可调聚合物肯定会开辟出更多应用选择。

关键优势
绝佳的弹性
易于加工
耐化学品和耐磨
适合重复使用/回收