《表4 PVA-TAG复合材料的形状与颜色记忆数据》

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《可变色形状记忆材料》

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将复合材料分别裁剪成类似苯环的六边形和矩形样条，按照2.3.2.4节的方法测试其形状记忆性能并记录其颜色变化过程。图6和图7是PVA-TAG和PVA-TAB复合材料形状记忆及变色过程图。从图6中可以看出，内径为2.4 cm的PVA-TAG六边形，室温下拉伸固定在烧杯上1 h，去除外力后内径为4.4 cm，将样条置于65°C的热水中，PVA-TAG六边形迅速收缩，恢复至2.5 cm，3 min后样条的颜色由墨绿色变为黄绿色。图7中原长为4.1 cm的PVA-TAB样条室温下拉伸固定在玻璃板上1 h，去除外力后PVA-TAB样条长度为6.1 cm，将样条置于80°C的热水中，30 s后样条恢复至4.3 cm，3 min后样条的颜色由蓝色变为咖色。PVA和TA之间的强氢键作用是形成永久的交联，PVA链之间弱氢键作用则形成临时交联。这种弱氢键作用可导致临时交联链发生可逆断裂，使得PVA-TA水凝胶具有优异的温度响应形状记忆。本实验选用的两种热致变色材料分别为无机、有机热致变色材料。前者变色机理为小分子得失的机理，它通过改变金属离子的配位环境，使之失去一些配体，或得到另外一些配体来改变d电子跃迁的能级，从而实现颜色变化。后者是以结晶紫内酯为发色剂、硼酸为显色剂、十六醇为溶剂，反应一定的时间后使结晶紫内酯与硼酸的反应产物充分分散在十六醇中，冷却后形成蓝色的复配物，当温度变化时，与电子接受体发生可逆热变色反应，通过其电子的转移而吸收或辐射一定波长的光，表观上便有了颜色的变化。PVA-TAG和PVA-TAB复合物的形状记忆性能和变色过程数据列于表4、表5中，从表中数据可看出两种复合材料的都具有较高的形状保持率和恢复率。图6和图7分别是PVA-TAG和PVA-TAB的变色和形状记忆过程图，从图中可以看出两种复合材料的形状记忆及变色现象都比较明显。