刘　猛,付　翔,朱曜峰,赵连英,傅雅琴

(1.浙江理工大学材料与纺织学院，杭州 310018；2.奥克兰理工大学工程学院，新西兰奥克兰；3.浙江纺织服装科技有限公司，浙江省新型纺织品研发重点实验室，杭州 310009)



基于相转变理论的形状记忆聚氨酯的本构方程构建

刘猛1,付翔2,朱曜峰1,赵连英3,傅雅琴1

(1.浙江理工大学材料与纺织学院，杭州 310018；2.奥克兰理工大学工程学院，新西兰奥克兰；3.浙江纺织服装科技有限公司，浙江省新型纺织品研发重点实验室，杭州 310009)

摘要:为了预测形状记忆聚氨酯的力学性能，为材料的设计和制备提供理论依据，借鉴聚合物在外力作用下发生强迫高弹形变的理论，假设形状记忆聚氨酯在外力作用下发生了从初始相到激活相的转变；用Maxwell模型表示初始相，非线性弹簧表示激活相，采用并联的形式组成一个三元件模型。在温度变化过程中，模量随温度的变化规律采用WLF方程表示，而链段运动活化能随温度的演变规律采用一个分段函数描述，构建带有温度场的应力应变本构方程。结果表明，构建的本构方程的理论预测与实验结果有良好的一致性。

关键词：相转变；三元件模型；WLF方程；本构方程；形状记忆聚氨酯

0引言

形状记忆聚合物是指在外界环境 (如温度、光、电、湿度、酸碱度等)的刺激下，能够显示出形状记忆效应的高分子材料。其中，最具代表性的是形状记忆聚氨酯(shape memory polyurethanes，SMPUs)。第一例SMPU于1988年由日本三菱重工公司制备，随后各种类型的形状记忆聚合物及其复合材料被研发出来[1-6]，并在医疗[7-8]、 纺织[9-10]、机械[11]、化工[12]等领域被广泛应用。……