磁致型形状记忆表面微图案的制备(附件)
毕业设计论文中文毕业设计论文中文本课题拟利用软刻蚀技术制备可降解聚合物/四氧化三铁纳米颗粒的复合磁性形状记忆微图案结构，并考察在交变磁场存在条件下，形状记忆微图案的微观形状记忆性能。本论文以可降解聚合物聚己内酯作为基质，四氧化三铁作为热源，制备出可控回复的形状记忆微图案表面。首先通过开环聚合制备6臂的聚乙二醇-聚己内酯共聚物，然后在其分子链末端接枝丙稀酰氯，制备能够通过自由基反应形成交联结构的预聚物，再添加四氧化三铁纳米颗粒作为磁性响应源，通过热交联及软刻蚀技术制备可降解的形状记忆聚合物表面微图案。通过分析，发现利用该方法制备的微图案表面具有较好的微观形状记忆性能，该材料在生物医用领域具有潜在的应用价值。关键词形状记忆聚合物，微图形，组织工程
目 录
1 绪论 1
1.1 形状记忆聚合物 1
1.1.1 形状记忆聚合物定义 1
1.1.2 形状记忆聚合物的分类 1
1.1.3 形状记忆聚合物的应用 4
1.2 形状记忆微图案 5
1.2.1 微图案制备技术 5
1.2.2 微图案技术在生物医学领域的应用 6
1.2.3 形状记忆微图案的研究进展 7
1.3 本论文研究目的、研究内容 7
2 6A PEGPCLAC@Fe3O4纳米复合材料的制备与表征 8
2.1 Fe3O4磁性纳米颗粒的制备 8
2.1.1 实验试剂及仪器 8
2.1.2 改性Fe3O4磁性纳米颗粒的制备 8
2.2 6A PEGPCLAC聚合物的制备与表征 9
2.2.1 实验试剂及仪器 9
2.2.2 实验方法 10
2.3 6A PEGPCLAC@Fe3O4纳米复合材料及微图案的制备 11
2.4 实验结果表征 11
2.4.1 Fe3O4纳米颗粒的表征 11
2.4.2 6A PEGPCLAC@Fe3O4纳米复合材料性能表征 12
2.5 实验结果讨论与分析 12
2.5.1 OA@ Fe3O4纳米颗粒的粒径的考察 12 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072*
2.5.2 OA@ Fe3O4纳米颗粒的结构分析 13
2.5.3 OA@ Fe3O4纳米颗粒的磁性能分析 13
2.5.4 复合材料的凝胶含量考察 14
2.5.5 扫描电子显微镜分析 14
2.5.6 热致性和磁致型形状记忆效应的考察 15
2.6 微图案材料表征 15
结 论 16
致 谢 17
参考文献 18
1 绪论
1.1 形状记忆聚合物
1.1.1 形状记忆聚合物定义
形状记忆聚合物(SMPs)是一类具有刺激感的聚合物，可以将其永久形状转化为临时形状，并在适当的刺激作用下恢复到永久形状。材料本身并不具有形状记忆性能，这可以认为是形状记忆聚合物在形态学和分子运动过程中所表现出来的一种功能。
1.1.2 形状记忆聚合物的分类
在不同的刺激条件下，形状记忆聚合物可分为热致型形状记忆聚合物、电致型形状记忆聚合物、光致型形状记忆聚合物、磁致型形状记忆聚合物等，在本论文中主要研究磁致型形状记忆聚合物。与形状记忆合金相比，形状记忆聚合物的变形速率和加工条件更佳。
1） 热致型形状记忆聚合物
1.热致型形状记忆聚合物的定义
由于形状记忆聚合物是一种能在一定温度下自发形成的能激发聚合物形状回复的材料，其使用过程中的材料具有良好的力学性能[1]；由于其独特的反应性和稳定性，越来越多的人关注生物医学的应用。
2.热致型形状记忆聚合物的形状记忆原理
1989年日本石田先生最先发现,热致型SMP形状记忆功能是因为材料不完全兼容性的两相,一相是保持成型产品形状的固定相，还有一相是因为温度变化在软化和硬化之间重复变换的可逆相；固定相的功能是对原始形状的记忆和恢复，而可逆相则保证聚合物可以改变形状。根据固定相的结构特征，热诱导型记忆聚合物可分为热固性和热塑性记忆聚合物 [2]。
2) 磁致型形状记忆聚合物
1.磁致型形状记忆聚合物的定义
磁致型形状记忆聚合物是一种能够在交变磁场刺激下自发形成的能激发聚合物形状回复的材料，其工作原理和热致型形状记忆原理相同，只是并不是直接加热，而是通过交变磁场使磁性物质发热产生热量，相比于直接加热的方式，这种材料在应用程序具有更广泛的应用潜力。
2.磁致型形状记忆聚合物的形状记忆原理
磁致型形状记忆聚合物是热致型形状记忆高分子材料与顺磁颗粒组成的复合材料，其中最简单的一轮形状记忆循环是先将材料加热到玻璃化转变温度以上使它的分子链空间排布处于无序和混乱形态，再使用外力使材料发生形变使分子链的空间排布具有方向性，形变到一定形状，快速冷却凝固复合材料，将聚合物降温至玻璃化转变温度以下，分子链被冻结，保存为临时形状，最后通过交变磁场间接加热至玻璃化转变温度以上使材料回复为初始形状。
3.磁致型形状记忆聚合物的种类
①磁致型形状记忆聚乳酸
磁致型形状记忆聚乳酸是通过在聚乳酸中加入顺磁颗粒使材料具有磁性。先加热聚乳酸分子的温度到玻璃化转变温度55℃以上，使材料软化，容易形变，再使用外力让材料发生形变，将材料快速冷却凝固，材料会保存大量内应力，然后通过交变磁场使顺磁颗粒发热产生热量来改变聚合物温度，提高聚合物温度到形状记忆材料的玻璃化转变温度以后，形状记忆聚合物因为内部的大量内应力自动回复到其初始形状。
周绍兵等通过在磁致型形状记忆聚乳酸添加不同含量的Fe3O4顺磁颗粒来研究它的形状记忆性能和力学性能[3]。得到已下结论，随着磁性颗粒质量比提高，会提高材料拉深强度，降低材料的断裂伸长率，这种情况的原因可能是磁性颗粒的增加使纳米颗粒发生团聚，同时没有进行分散技术处理，导致聚合物基体不连续。
②磁致型形状记忆聚己内酯
目 录
1 绪论 1
1.1 形状记忆聚合物 1
1.1.1 形状记忆聚合物定义 1
1.1.2 形状记忆聚合物的分类 1
1.1.3 形状记忆聚合物的应用 4
1.2 形状记忆微图案 5
1.2.1 微图案制备技术 5
1.2.2 微图案技术在生物医学领域的应用 6
1.2.3 形状记忆微图案的研究进展 7
1.3 本论文研究目的、研究内容 7
2 6A PEGPCLAC@Fe3O4纳米复合材料的制备与表征 8
2.1 Fe3O4磁性纳米颗粒的制备 8
2.1.1 实验试剂及仪器 8
2.1.2 改性Fe3O4磁性纳米颗粒的制备 8
2.2 6A PEGPCLAC聚合物的制备与表征 9
2.2.1 实验试剂及仪器 9
2.2.2 实验方法 10
2.3 6A PEGPCLAC@Fe3O4纳米复合材料及微图案的制备 11
2.4 实验结果表征 11
2.4.1 Fe3O4纳米颗粒的表征 11
2.4.2 6A PEGPCLAC@Fe3O4纳米复合材料性能表征 12
2.5 实验结果讨论与分析 12
2.5.1 OA@ Fe3O4纳米颗粒的粒径的考察 12 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072*
2.5.2 OA@ Fe3O4纳米颗粒的结构分析 13
2.5.3 OA@ Fe3O4纳米颗粒的磁性能分析 13
2.5.4 复合材料的凝胶含量考察 14
2.5.5 扫描电子显微镜分析 14
2.5.6 热致性和磁致型形状记忆效应的考察 15
2.6 微图案材料表征 15
结 论 16
致 谢 17
参考文献 18
1 绪论
1.1 形状记忆聚合物
1.1.1 形状记忆聚合物定义
形状记忆聚合物(SMPs)是一类具有刺激感的聚合物，可以将其永久形状转化为临时形状，并在适当的刺激作用下恢复到永久形状。材料本身并不具有形状记忆性能，这可以认为是形状记忆聚合物在形态学和分子运动过程中所表现出来的一种功能。
1.1.2 形状记忆聚合物的分类
在不同的刺激条件下，形状记忆聚合物可分为热致型形状记忆聚合物、电致型形状记忆聚合物、光致型形状记忆聚合物、磁致型形状记忆聚合物等，在本论文中主要研究磁致型形状记忆聚合物。与形状记忆合金相比，形状记忆聚合物的变形速率和加工条件更佳。
1） 热致型形状记忆聚合物
1.热致型形状记忆聚合物的定义
由于形状记忆聚合物是一种能在一定温度下自发形成的能激发聚合物形状回复的材料，其使用过程中的材料具有良好的力学性能[1]；由于其独特的反应性和稳定性，越来越多的人关注生物医学的应用。
2.热致型形状记忆聚合物的形状记忆原理
1989年日本石田先生最先发现,热致型SMP形状记忆功能是因为材料不完全兼容性的两相,一相是保持成型产品形状的固定相，还有一相是因为温度变化在软化和硬化之间重复变换的可逆相；固定相的功能是对原始形状的记忆和恢复，而可逆相则保证聚合物可以改变形状。根据固定相的结构特征，热诱导型记忆聚合物可分为热固性和热塑性记忆聚合物 [2]。
2) 磁致型形状记忆聚合物
1.磁致型形状记忆聚合物的定义
磁致型形状记忆聚合物是一种能够在交变磁场刺激下自发形成的能激发聚合物形状回复的材料，其工作原理和热致型形状记忆原理相同，只是并不是直接加热，而是通过交变磁场使磁性物质发热产生热量，相比于直接加热的方式，这种材料在应用程序具有更广泛的应用潜力。
2.磁致型形状记忆聚合物的形状记忆原理
磁致型形状记忆聚合物是热致型形状记忆高分子材料与顺磁颗粒组成的复合材料，其中最简单的一轮形状记忆循环是先将材料加热到玻璃化转变温度以上使它的分子链空间排布处于无序和混乱形态，再使用外力使材料发生形变使分子链的空间排布具有方向性，形变到一定形状，快速冷却凝固复合材料，将聚合物降温至玻璃化转变温度以下，分子链被冻结，保存为临时形状，最后通过交变磁场间接加热至玻璃化转变温度以上使材料回复为初始形状。
3.磁致型形状记忆聚合物的种类
①磁致型形状记忆聚乳酸
磁致型形状记忆聚乳酸是通过在聚乳酸中加入顺磁颗粒使材料具有磁性。先加热聚乳酸分子的温度到玻璃化转变温度55℃以上，使材料软化，容易形变，再使用外力让材料发生形变，将材料快速冷却凝固，材料会保存大量内应力，然后通过交变磁场使顺磁颗粒发热产生热量来改变聚合物温度，提高聚合物温度到形状记忆材料的玻璃化转变温度以后，形状记忆聚合物因为内部的大量内应力自动回复到其初始形状。
周绍兵等通过在磁致型形状记忆聚乳酸添加不同含量的Fe3O4顺磁颗粒来研究它的形状记忆性能和力学性能[3]。得到已下结论，随着磁性颗粒质量比提高，会提高材料拉深强度，降低材料的断裂伸长率，这种情况的原因可能是磁性颗粒的增加使纳米颗粒发生团聚，同时没有进行分散技术处理，导致聚合物基体不连续。
②磁致型形状记忆聚己内酯
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