针织/编织混合结构对聚合物复合材料形状记忆性能和机械耐久性的协同效应

《Polymer Composites》：Synergistic Effect of Knitted/Woven Hybrid Structure on the Shape Memory Performance and Mechanical Durability of Polymeric Composites

形状记忆聚合物复合材料的层叠结构对形状恢复性能和机械耐久性的影响研究表明，针织/ woven复合结构SMPC在特定层叠顺序下形状恢复比高且界面损伤小，循环后弯曲强度和模量下降但断裂应变增加，针织结构可提升残余强度比，有限元模拟揭示了力学行为机制。

　　

摘要

针织织物增强的形状记忆聚合物复合材料（SMPC）具有较大的可恢复变形能力，但机械性能有限；而编织织物增强的SMPC则具有良好的机械性能，但可恢复变形能力有限。在本研究中，使用平纹针织织物（K）、罗纹针织织物（R）和编织织物（W）以及环氧基形状记忆聚合物（SMP）制备了六种不同层叠结构的SMPC，以探讨针织/编织混合结构对SMPC形状记忆性能和机械耐久性的协同效应。结果表明，SMPC具有较高的形状固定比和良好的形状恢复比。当针织织物位于外层、编织织物位于中间层时，SMPC的形状恢复性能较好，且经过形状记忆循环后界面的损伤面积较小。KKKKK结构的SMPC恢复力最小，而WWWW结构的SMPC恢复力最大，可达4.4 N。此外，在经过1次、5次和10次形状记忆循环后，SMPC的弯曲强度和模量普遍下降，但断裂应变有所增加。将针织结构添加到编织结构中可以提高SMPC在形状记忆循环后的残余强度比。针织结构与编织结构的混合层叠方式使SMPC在形状记忆循环后具备优化的形状记忆性能、机械性能和机械耐久性。最后，通过对SMPC进行U形弯曲的有限元模拟，有助于进一步探讨其力学机制。

利益冲突

作者声明不存在利益冲突。