下將組分比為1:1的乙烯-辛烯共聚物（POE)/聚己內(nèi)酯（PCL)形狀記憶高分子材 料樣條的兩端置于游標(biāo)卡尺的兩個外測量爪與固定夾片之間，用螺栓和螺母固定其位置， 保證在拉伸變形過程中樣條與固定裝置不發(fā)生相對位移。旋緊游標(biāo)卡尺的緊固螺釘，此時 游標(biāo)卡尺的讀數(shù)為原始長度A=16. 20mm。將測量爪、固定夾片及樣條浸沒于70°C恒溫水浴 中，等待5分鐘。保持樣條浸沒，旋松游標(biāo)卡尺的緊固螺釘，移動游標(biāo)尺至兩個測量爪的間 距約為厶的2倍32. 26mm，即將樣條拉伸至100%應(yīng)變，旋緊游標(biāo)卡尺的緊固螺釘。將裝置 從水浴中取出冷卻，保持樣條兩端固定，等待樣條溫度降至室溫附近，松開樣條固定在游標(biāo) 尺上的一端，測量其長度，此時游標(biāo)卡尺的讀數(shù)為形狀固定長度石=29. 36mm。再次將樣條 浸沒于恒溫水浴中，等待5分鐘，使樣品充分進行形狀回復(fù)后，測量其長度，此時游標(biāo)卡尺 的讀數(shù)為形狀回復(fù)長度石=18. 28mm。計算求得材料的形狀固定率為91. 01%，形狀回復(fù)率為 87. 05%〇
[0029] 實施例3 室溫下將組分比為2:1的乙烯-辛烯共聚物（POE)/聚己內(nèi)酯（PCL)形狀記憶高分子材 料樣條的兩端置于游標(biāo)卡尺的兩個外測量爪與固定夾片之間，用螺栓和螺母固定其位置， 保證在拉伸變形過程中樣條與固定裝置不發(fā)生相對位移。旋緊游標(biāo)卡尺的緊固螺釘，此時 游標(biāo)卡尺的讀數(shù)為原始長度A=16. 36_。將測量爪、固定夾片及樣條浸沒于70°C恒溫水浴 中，等待5分鐘。保持樣條浸沒，旋松游標(biāo)卡尺的緊固螺釘，移動游標(biāo)尺至兩個測量爪的間 距約為A的1. 5倍24. 50mm，即將樣條拉伸至50%應(yīng)變，旋緊游標(biāo)卡尺的緊固螺釘。將裝置 從水浴中取出冷卻，保持樣條兩端固定，等待樣條溫度降至室溫附近，松開樣條固定在游標(biāo) 尺上的一端，測量其長度，此時游標(biāo)卡尺的讀數(shù)為形狀固定長度石=22. 96mm。再次將樣條 浸沒于恒溫水浴中，等待5分鐘，使樣品充分進行形狀回復(fù)后，測量其長度，此時游標(biāo)卡尺 的讀數(shù)為形狀回復(fù)長度石=17. 26mm。計算求得材料的形狀固定率為93. 71%，形狀回復(fù)率為 88. 94%〇
[0030] 實施例4 室溫下將組分比為1:2的乙烯-辛烯共聚物（POE) /聚氧化乙烯（PEO)形狀記憶高分 子材料樣條的兩端置于游標(biāo)卡尺的兩個外測量爪與固定夾片之間，用螺栓和螺母固定其位 置，保證在拉伸變形過程中樣條與固定裝置不發(fā)生相對位移。旋緊游標(biāo)卡尺的緊固螺釘，此 時游標(biāo)卡尺的讀數(shù)為原始長度A=15. 00_。將測量爪、固定夾片及樣條浸沒于75°C恒溫油 浴中，等待5分鐘。保持樣條浸沒，旋松游標(biāo)卡尺的緊固螺釘，移動游標(biāo)尺至兩個測量爪的 間距約為A的1. 5倍22. 70mm，即將樣條拉伸至50%應(yīng)變，旋緊游標(biāo)卡尺的緊固螺釘。將裝 置從油浴中取出冷卻，保持樣條兩端固定，等待樣條溫度降至室溫附近，松開樣條固定在游 標(biāo)尺上的一端，測量其長度，此時游標(biāo)卡尺的讀數(shù)為形狀固定長度石=22. 14,mm。再次將樣 條浸沒于恒溫油浴中，等待5分鐘，使樣品充分進行形狀回復(fù)后，測量其長度，此時游標(biāo)卡 尺的讀數(shù)為形狀回復(fù)長度石=15. 80,mm。計算求得材料的形狀固定率為97. 5%，形狀回復(fù)率 為 89. 6%。
[0031] 實施例5 室溫下將組分比為1:1的乙烯-辛烯共聚物（POE) /聚氧化乙烯（PEO)形狀記憶高分 子材料樣條的兩端置于游標(biāo)卡尺的兩個外測量爪與固定夾片之間，用螺栓和螺母固定其位 置，保證在拉伸變形過程中樣條與固定裝置不發(fā)生相對位移。旋緊游標(biāo)卡尺的緊固螺釘，此 時游標(biāo)卡尺的讀數(shù)為原始長度A=12. 60_。將測量爪、固定夾片及樣條浸沒于75°C恒溫油 浴中，等待5分鐘。保持樣條浸沒，旋松游標(biāo)卡尺的緊固螺釘，移動游標(biāo)尺至兩個測量爪的 間距約為A的1. 5倍19. 56mm，即將樣條拉伸至50%應(yīng)變，旋緊游標(biāo)卡尺的緊固螺釘。將裝 置從油浴中取出冷卻，保持樣條兩端固定，等待樣條溫度降至室溫附近，松開樣條固定在游 標(biāo)尺上的一端，測量其長度，此時游標(biāo)卡尺的讀數(shù)為形狀固定長度石=19. 00mm。再次將樣條 浸沒于恒溫油浴中，等待5分鐘，使樣品充分進行形狀回復(fù)后，測量其長度，此時游標(biāo)卡尺 的讀數(shù)為形狀回復(fù)長度石=13. 60mm。計算求得材料的形狀固定率為97. 1%，形狀回復(fù)率為 85. 6%。
[0032] 實施例6 室溫下將組分比為2:1的乙烯-辛烯共聚物（POE) /聚氧化乙烯（PEO)形狀記憶高分 子材料樣條的兩端置于游標(biāo)卡尺的兩個外測量爪與固定夾片之間，用螺栓和螺母固定其位 置，保證在拉伸變形過程中樣條與固定裝置不發(fā)生相對位移。旋緊游標(biāo)卡尺的緊固螺釘，此 時游標(biāo)卡尺的讀數(shù)為原始長度A=15. 00_。將測量爪、固定夾片及樣條浸沒于75°C恒溫油 浴中，等待5分鐘。保持樣條浸沒，旋松游標(biāo)卡尺的緊固螺釘，移動游標(biāo)尺至兩個測量爪的 間距為厶的1. 5倍22. 50mm，即將樣條拉伸至100%應(yīng)變，旋緊游標(biāo)卡尺的緊固螺釘。將裝 置從油浴中取出冷卻，保持樣條兩端固定，等待樣條溫度降至室溫附近，松開樣條固定在游 標(biāo)尺上的一端，測量其長度，此時游標(biāo)卡尺的讀數(shù)為形狀固定長度石=21. 00mm。再次將樣條 浸沒于恒溫油浴中，等待5分鐘，使樣品充分進行形狀回復(fù)后，測量其長度，此時游標(biāo)卡尺 的讀數(shù)為形狀回復(fù)長度石=15. 68mm。計算求得材料的形狀固定率為93. 3%，形狀回復(fù)率為 90. 9%。
【主權(quán)項】
1. 一種測試高分子材料形狀記憶性能的裝置，其特征在于由游標(biāo)卡尺和固定夾片組 成，所述游標(biāo)卡尺包括尺身和游標(biāo)尺，所述尺身上設(shè)有第一外測量爪，所述游標(biāo)尺上設(shè)有第 二外測量爪，其特征在于所述第一外測量爪上固定有第一固定夾片，第二外測量爪上固定 有第二固定夾片，將測試樣品的兩端分別固定在第一固定夾片和第二固定夾片上，使固定 在第二固定夾片的一端可隨游標(biāo)尺移動，而使測試樣品發(fā)生拉伸形變，保證在拉伸過程中 測試樣品的兩端均不會與裝置發(fā)生相對移動。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于測試樣品的兩端分別通過螺栓及螺母緊固 地夾持在第一外測量爪與第一固定夾片以及第二外測量爪與第二固定夾片之間。3. -種如權(quán)利要求1所述的測試裝置的測量方法，其特征在于具體步驟如下： 1) 室溫下，將測試樣品的兩端分別固定于游標(biāo)卡尺的第一外測量爪與第一固定夾片以 及第二外測量爪與第二固定夾片之間，保證測試樣品在拉伸形變過程中不與固定裝置發(fā)生 相對位移，旋緊游標(biāo)卡尺的緊固螺釘，此時游標(biāo)卡尺的讀數(shù)即為測試樣品的原始長度厶； 2) 將裝置的第一外測量爪、第一固定夾片、第二外測量爪、第二固定夾片及測試樣品浸 沒于熱源中，控制熱源的溫度高于測試樣品的形狀轉(zhuǎn)變溫度（rsw)5~10°C，等待5分鐘，使測 試樣品溫度達到熱源的溫度； 3) 保持測試樣品的浸沒狀態(tài)，旋松游標(biāo)卡尺的緊固螺釘，根據(jù)實際測試要求，移動游標(biāo) 尺至兩個測量爪的間距為A的1. 5~5倍，即將樣條拉伸至50~400%，旋緊游標(biāo)卡尺的緊固螺 釘，此時游標(biāo)卡尺的讀數(shù)即為測試樣品的拉伸形變長度 4) 將裝置從熱源中取出冷卻，保持測試樣品兩端固定，等待測試樣品溫度降至室溫，松 開測試樣品固定在游標(biāo)卡尺上的一端，然后測量其長度，此時游標(biāo)卡尺的讀數(shù)即為測試樣 品的形狀固定長度厶； 5) 再次將測試樣品浸沒于熱源中，等待5分鐘，使測試樣品充分進行形狀回復(fù)后，測量 其長度，此時游標(biāo)卡尺的讀數(shù)即為測試樣品的形狀回復(fù)長度；； 6) 應(yīng)用以下公式即可求得材料的形狀固定率和形狀回復(fù)率，以表征其形狀記憶性能：其中：當(dāng)測試樣品為熱致感應(yīng)型形狀記憶高分子材料時，所述熱源采用恒溫水浴、油浴 或空氣浴中任一種；當(dāng)測試樣品為光致感應(yīng)型形狀記憶高分子材料時，所述熱源采用適當(dāng) 波長的光源照射。4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的測試方法，其特征在于測試樣品的測試溫度范圍為0~300°C。5. -種如權(quán)利要求1所述的測試裝置的應(yīng)用，其特征在于所述裝置可以測試不同觸發(fā) 機制的形狀記憶高分子材料，觸發(fā)機制包括但不限于溫度、磁場、濕度、光照。6. -種如權(quán)利要求1所述的測試裝置的應(yīng)用，其特征在于所述裝置可以固定的形狀記 憶高分材料樣品均可進行測試，測試樣品類型包括但不限于薄膜、片材、纖維。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種<b>測試高分子材料形狀記憶性能的裝置、測試方法及其應(yīng)用</b>。本發(fā)明充分利用游標(biāo)卡尺的已有結(jié)構(gòu)并添加樣品固定夾片，使其能夠完全滿足測試高分子材料形狀記憶性能的要求。裝置利用游標(biāo)卡尺的精密滑軌來實現(xiàn)對形狀記憶材料的平順穩(wěn)定拉伸，利用游標(biāo)卡尺的精確刻度來準(zhǔn)確讀取形狀記憶材料的原始長度、拉伸形變長度、形狀固定長度和形狀回復(fù)長度，從而計算得到形狀記憶材料的形狀固定率和形狀回復(fù)率，表征其形狀記憶性能。裝置可方便的在水浴、油浴或空氣浴環(huán)境中加熱，也能夠在光照、磁場等觸發(fā)條件下測試材料的形狀記憶性能。本發(fā)明提出的新型測試裝置結(jié)構(gòu)簡單，可靠性高，體積小，重量輕，易于攜帶移動，并且測試方法簡便快捷，精確度高，可廣泛應(yīng)用于各種形狀記憶高分子材料的形狀記憶性能測試。
【IPC分類】G01N25/00
【公開號】CN105223225
【申請?zhí)枴緾N201510641185
【發(fā)明人】杜江, 陳思琦, 徐良謀, 蔡雷霆, 姚雪亮
【申請人】同濟大學(xué)
【公開日】2016年1月6日
【申請日】2015年10月8日