DOI:10.1016/j.polymertesting.2020.106778
近年來，形狀記憶聚氨酯（SMPU）作為一種智能材料，因其良好的形狀記憶效應和生物相容性而備受青睞。在這項研究中，采用靜電紡絲法對單向SMPU納米纖維進行了改良，以闡明隨納米纖維取向變化的機械和形狀記憶特性。結果表明，當納米纖維取向度為0°（平行于拉伸方向）時，定向SMPU納米纖維的拉伸強度（提高了135％）和彈性模量（提高了313％）都比無規SMPU納米纖維有明顯的提高。而且，在循環載荷試驗中，所制備的定向納米纖維在恒定應變或恒定應力條件下表現出良好的抗應力松弛和蠕變性能。取向度為0°的定向SMPU納米纖維具有優異的形狀記憶性能，其形狀恢復率大于93％，形狀固定率大于90％，且形狀恢復應力顯著增加。
圖1.（a）動態力學分析儀、（b）萬能拉伸機和（c）熱力學分析儀的圖像。
圖2.隨機和定向SMPU納米纖維的SEM圖像和力學性能。（a-d）納米纖維取向，（a）隨機納米纖維，（b）取向度為0°的納米纖維，（c）取向度為45°的納米纖維，（d）取向度為90°的納米纖維；（e）總應變-應力曲線，以及（f）曲線的彈性區域，（g）室溫（25℃）下的彈性模量和拉伸強度。（h）由DMA獲取的儲能模量。（i）SMPU納米纖維在40℃和65℃下的應變-應力曲線。
圖3.在恒定應變或恒定應力條件下的代表性循環機械測試結果。（a）恒定應變下SMPU-R的應力-應變曲線顯示在不同溫度下隨循環次數的增加而松弛，（b）恒定應變條件下SMPU納米纖維在25、40和65℃下的應力保持率。（d）基于DMA測試的無規和定向SMPU納米纖維的應力松弛模量。（e）在恒定應力條件下SMPU-R的應力-應變曲線顯示出在不同溫度下蠕變隨循環次數的變化情況，（f）在恒定應力條件下SMPU納米纖維在25℃、（g）40℃和65℃下的殘余應變。
圖4.納米纖維的形狀固定行為，（a）在熱固定過程中定向SMPU納米纖維的應力與應變曲線，（b）隨機和定向SMPU納米纖維的形狀固定率。
圖5.（a）SMPU-0納米纖維形狀恢復測定的3D示意圖，（b）比較三個循環中不同樣品中的應變，（c）在熱刺激下形狀記憶的分子機理，（d）比較三個循環中隨機和定向SMPU納米纖維的恢復率。
圖6.（a）管狀SMPU-0的橫截面和（b）表面。定向SMPU管正在恢復的側視圖，（c）臨時形狀，（d）部分恢復，（e）完全恢復。
圖7.SMPU納米纖維的形狀恢復應力與溫度的關系。
