مواد پلیمری مقاوم در برابر خوردگی حافظه شکل بخش 3

4.4. پیوندهای کووالانسی پویا

به طور خلاصه، پیوندهای کووالانسی پویا، پیوندهای کووالانسی کلاسیکی هستند که پلیمرهای سنتی را تشکیل می‌دهند، اما قابلیت برگشت‌پذیری را در شرایط تعادل دارند، مانند پیوندهای غیرکووالانسی، که در آن اصلاح پیوندها در عرض چند ثانیه یا چند دقیقه اتفاق می‌افتد [30].

تحقیقات اخیر نشان می دهد که پیوندهای کووالانسی پویا ممکن است با حافظه ارتباط داشته باشند. پیوندهای کووالانسی پویا پیوندهای شیمیایی هستند که به مولکول ها اجازه تغییر و انطباق با یکدیگر را می دهند. چنین پیوندهایی خیلی سریع تشکیل و شکسته می شوند، که به مولکول ها اجازه می دهد تا به یکدیگر جذب شوند، گویی هیچ پیوند شیمیایی وجود ندارد، که می تواند تأثیر زیادی بر مواد و فرآیندهای بیولوژیکی داشته باشد.

توسعه علم و فناوری مدرن باعث می شود که مطالعه بیماری های اصلی و رفتار انسان از دیدگاه های مختلف مورد بررسی قرار گیرد. بسیاری از محققان بر روی نقش پیوندهای کووالانسی پویا در مغز تمرکز دارند. آنها دریافتند که پیوندهای کووالانسی بسیار پویایی بین نورون‌های مغز وجود دارد و این پیوندها به نورون‌ها کمک می‌کنند اطلاعات را سریع‌تر منتقل کنند. از این رو، پیوندهای کووالانسی پویا را می توان بازیگران مهمی در حافظه و یادگیری انسان در نظر گرفت.

اگر این مفهوم را به کل مغز انسان تعمیم دهیم، می بینیم که پیوندهای کووالانسی پویا نقش بسیار مهمی در هوش و شناخت انسان دارند. بسیاری از حقایق نشان می دهد که بین عملکرد پیوندهای کووالانسی پویا و حافظه ارتباط وجود دارد. تعداد و کیفیت خاطراتی که داریم، نوع و مقدار اطلاعاتی را که می توانیم یاد بگیریم و بفهمیم تعیین می کند.

بنابراین، انسان باید بر اهمیت پیوندهای کووالانسی پویا تاکید بیشتری داشته باشد و تحقیقات علمی بیشتری انجام دهد. در عین حال باید به سلامتی خود و رفتارهای یادگیری برای بهبود توانایی های یادگیری و حافظه خود توجه بیشتری داشته باشیم. ما باید پیوندهای کووالانسی پویا را به یکی از عناصر کلیدی تبدیل کنیم که مردم برای آن ارزش قائل هستند و نقش مهمی در عملکردهای شناختی و تحقیقات علمی مغز انسان دارند. مشاهده می شود که ما نیاز به بهبود حافظه داریم و سیستانش دسرتیکولا می تواند حافظه را به میزان قابل توجهی بهبود بخشد، زیرا سیستانش دسرتیکولا می تواند تعادل انتقال دهنده های عصبی مانند افزایش سطح استیل کولین و فاکتورهای رشد را نیز تنظیم کند. این مواد برای حافظه و یادگیری بسیار مهم هستند. علاوه بر این، Cistanche deserticola همچنین می تواند جریان خون را بهبود بخشد و اکسیژن رسانی را تقویت کند، که می تواند اطمینان حاصل کند که مغز مواد مغذی و انرژی کافی را دریافت می کند و در نتیجه نشاط و استقامت مغز را بهبود می بخشد.

برای بهبود حافظه، روی مکمل‌های شناختی کلیک کنید

شبکه‌های تشکیل‌شده توسط این پیوندهای کووالانسی پویا دارای مزایای پلیمرهای گرماسخت هستند و تحت شرایط خاصی به عنوان گرماسخت عمل می‌کنند، اما دارای قابلیت پردازشی هستند که ترموپلاستیک‌ها به آن معروف هستند.

اشکال اصلی که ممکن است رخ دهد این است که پیوندهای کووالانسی پویا ممکن است مقاومت خزشی ماده را قربانی کنند، زیرا ممکن است در صورت عدم نیاز فعال شوند و در نتیجه باعث خزش درون ماده شوند. این ممکن است با استفاده از دماهای انتقال فاز حرارتی برای قفل شدن در پلیمر کنترل شود تا زمانی که انرژی کافی بتواند قفل را باز کند و حافظه شکل یا اثرات خود ترمیمی را ایجاد کند [28].4.4.1. سیلوکسان-پلی (متیل متاکریلات).

سیلوکسان-پلی (-متیل متاکریلات)، همچنین به عنوان siloxane-PMMA شناخته می شود، دارای خواص بسیار عالی مقاوم در برابر خوردگی و چسبندگی برای تأثیر کمتر بر محیط زیست نسبت به پوشش هایی مانند پوشش های مبتنی بر کرومات است.

این لایه‌های سیلیکا-PMMA نه تنها به دلیل دمای آماده‌سازی پایین، هزینه پردازش ارزان، و توانایی همگن باقی ماندن در سطح زیرلایه‌های بزرگ، بلکه در آسیب‌پذیری آن‌ها در برابر شکنندگی از مواد شیمیایی مانند آب، متانول و اتانول، به‌ویژه پس از عملیات حرارتی مورد توجه قرار می‌گیرند [33]. ]؛ نمایشی از ساختار را می توان در شکل 12 مشاهده کرد.

آماده سازی معمولاً می تواند شامل استفاده از آب اسیدی شده با مواد شیمیایی مانند اسیدهای نیتریک یا هیدروکلریک به عنوان وسیله ای برای افزایش مقاومت در برابر خوردگی باشد، اما این فرآیند تصفیه خطر تشکیل کلیون هایی را ایجاد می کند که ممکن است عوامل خورنده را تشکیل دهند و اسیدیته بالای هیبرید ممکن است در عوض باعث به خطر انداختن عملکرد شود. بستر را به جای محافظت از آن

تغییر در فرمول پوشش منجر به تغییر در ویژگی‌های شکل‌گیری فیلم می‌شود و بنابراین، یک پوشش سازگار با محیط زیست باید از طریق یک محلول اولیه سازگار با محیط زیست تهیه شود. فیلم های متخلخل باعث ایجاد ترک و ناپیوستگی می شوند که باعث از بین رفتن سد و کاهش مقاومت در برابر خوردگی کلی می شود. فیلم‌های سیلان آبگریز بیشتر در محافظت از فلزات بهتر عمل می‌کنند، زیرا ویژگی‌های سد و چسبندگی به زمان قرار گرفتن در معرض هوا یا آب بستگی دارد، زیرا پیوندهای Si-O-Si در برابر واکنش‌های هیدرولیز آسیب‌پذیر هستند که توسط قرار گرفتن در معرض قرار می‌گیرند [34].4.4.2.

Hydrazones: Self-healing and Shape Memory Materials. آسیل هیدرازون ها از تراکم ترکیبات هیدرازین و کربونیل به وجود می آیند و ممکن است در حضور اسید کاتالیز شوند تا پیوندهای C{1}N خود را به pH پاسخگوتر کنند [30]. ساختار را می توان در شکل 13 مشاهده کرد. آسیل هیدرازون ها در برابر تانامین های آب مقاوم تر هستند و در شرایط ملایم، ممکن است مولکول آدینامیکی در نظر گرفته شوند که قادر به جابجایی با هیدرازون های دیگر یا در حضور هیدرازین های متفاوت است.

مهمتر از همه، با این حال، آنها به pH محیط اطراف پاسخ می دهند، جایی که تشکیل آنها در حضور اسیدها کاتالیز می شود و تشکیل آنها در محیط های اساسی تر کاهش می یابد. کوپلیمرهای متناوب با هیدرازون ها می توانند از طریق تبادل مونومرها به ترکیبات و عملکردهای مختلف پلیمری دسترسی پیدا کنند و خواص مکانیکی قابل تنظیم را فراهم کنند.

سیلوکسان ها را می توان به عنوان یک فاصله برای تشکیل یک لایه هیدرازون کشسان و نرم استفاده کرد و در صورت واکنش در اسید با هیدرازون سخت تر و سفت تر، مونومرها بین این دو مبادله می شوند تا یک کوپلیمر جدید تشکیل شود که خواص آن توسط نرخ مبادله مونومر و نحوه مبادله مونومرها تعیین می شود. . علاوه بر این، پلی آسیل هیدرازون ممکن است از طریق افزودن یک واحد پلی سیلوکسان به خود ترمیمی دست یابد و امکان بازیابی تغییر شکل را در طی چندین ساعت بدون نیاز به گرم کردن مجدد فراهم کند [30].

4.4.3. واکنش های دیلز-آلدر. یک واکنش دیلز-آلدر از طریق یک واکنش سیکلوافزودن رخ می دهد که در آن یک دیان مزدوج و یک دیانوفیل با پیوند دوگانه یک حلقه سیکلوهگزان شش عضوی را تشکیل می دهند. اکثر کاربردها یک واکنش دهنده را غنی از الکترون می کنند، که در غیر این صورت به عنوان دی ئن شناخته می شود، و واکنش دهنده دیگر را با الکترون فقیر، که به عنوان دینوفیل شناخته می شود. نتیجه یک واکنش گرمازا است. بنابراین، واکنش معکوس، یا واکنش retroDiels-Alder، یک فرآیند گرماگیر است و بنابراین برای ادامه به گرما نیاز دارد.

واکنش های Diels-Alder مستقل هستند و نیازی به کاتالیزور یا افزودن مواد دیگری ندارند. به این ترتیب، بیشتر پلیمرهای کووالانسی دینامیک مبتنی بر Diels-Alder، پلیمرهای شبکه ای هستند [30]. نمایش واکنش عمومی را می توان در شکل 14 مشاهده کرد. دایره های ترکیبی Diels-Alder یا سایر مولکول هایی که پیوندهای کووالانسی پویا ایجاد می کنند یا دارای برهمکنش های فوق مولکولی هستند، برای دستیابی به پلیمرهای ترموست خود ترمیم شونده ذاتی از طریق برهمکنش های برگشت پذیر/دینامیک استفاده شده اند.

این مواد شیمیایی امکان ساخت شبکه های متقاطع با قابلیت بهبود و بهبود خواص مکانیکی و پایداری حرارتی و شیمیایی پلیمر را فراهم می کند. افزودنی های DA در دماهای پایین (90 درجه) تشکیل می شوند و می توانند حافظه شکل را در ساختار پلیمری از طریق تبلور و انجماد ذخیره کنند، که می توانند انتقال فاز فیزیکی را از طریق وسایل حرارتی ایجاد کنند، که امتیاز بسته شدن ترک ها را دارد و در نتیجه به روند بهبود پوشش کمک می کند. اتصال عرضی متراکم خواص مکانیکی یک پلیمر را افزایش می دهد اما خطر کاهش انعطاف پذیری پلیمر و توانایی التیام را به همراه دارد.

بنابراین، التیام یک پلیمر با واکنش DA به معنای انجام یک فرآیند تصفیه مجدد در دمای رترو-DA بین 120 تا 150 درجه است، زیرا باعث جداسازی جزئی می شود که تحرک مولکولی را افزایش می دهد. متأسفانه، این فرآیند ممکن است منجر به از بین رفتن برگشت پذیری پلیمر و ادامه بهبودی علاوه بر پخت ناکارآمد DA شود. پیشنهاد شده است که کوپلیمریزاسیون آسیلوکسان، مانند پلی دی متیل سیلوکسان (PDMS) با پلی اورتان برای کمک به بسته شدن ترک ها، انعطاف پذیری پلیمر و بازسازی پیوندهای DA باعث بهبود خواص مکانیکی می شود، زیرا PDMS می تواند از تبلور اورتان جلوگیری کند. حفظ تحرک [39].

بهبود خواص یک پلیمر پلی سیلوکسان ممکن است از طریق ترکیب نانوذرات معدنی حاصل شود و ممکن است از نانوذرات به عنوان پیوندهای عرضی برای بهبود بیشتر خود ترمیمی استفاده شود. ساختار مولکولی عامل کوپلینگ، طول فاصله‌دهنده، به تعیین خواص درمانی پلیمرهای خود ترمیم شونده Diels-Alder کمک می‌کند، زیرا به نظر می‌رسد که گروه‌های فاصله‌دار طولانی وضعیت انتقال واکنش DielsAlder را بهتر ارتقا می‌دهند [40].

تا آنجا که حافظه شکل پیش می رود، پیوندهای DA در زیر Tg حفظ می شوند اما می توانند بالای Tg فعال شوند تا ترمیم و بازسازی پیوندهای شکسته را آغاز کنند. راندمان بهبودی یک کوپلیمر DA-PDMS-PU نسبت به پلیمر DA بهبود یافت زیرا بخش‌های انعطاف‌پذیر PDMS انعطاف‌پذیری کلی واحدهای برگشت‌پذیر و سینتیک واکنش فرآیند بهبود را در دمای ملایم افزایش دادند [39].

'

5. کامپوزیت های حافظه شکل: افزودنی های پوشش

یکی دیگر از عوامل مورد توجه این است که اندازه دانه لایه سطحی مواد کامپوزیت می تواند بر خواص کامپوزیت، از خاصیت ارتجاعی تا مقاومت در برابر کرنش تأثیر بگذارد؛ بنابراین، انتخاب ماده مناسب برای کاربرد کامپوزیت یک جزء کلیدی در طراحی یک کامپوزیت حافظه شکل جدید است. 22]. بنابراین، افزودن پرکننده‌ها ممکن است به عنوان وسیله‌ای برای تقویت بیشتر کامپوزیت پلیمری باشد؛ برخی از انواع پرکننده‌ها را می‌توان در جدول 3 مشاهده کرد.

پرکننده‌های رسانا به‌ویژه برای پلیمرهای حافظه‌دار اهمیت دارند، زیرا پلیمرها از رسانایی حرارتی بسیار پایینی در حدود بین {{0}}.15 تا 0:3 W/m ∗ K رنج می‌برند، که عایق‌های بهتری را ایجاد می‌کند. بنابراین، پرکننده های رسانا با اثر رسانایی بیشتر متناسب با درصد وزنی آنها در کامپوزیت پلیمری اضافه می شوند.

با این حال، یک اشکال برای چنین پرکننده‌هایی وجود دارد، زیرا آنها می‌توانند از تغییر شکل و بازیابی شکل در مقایسه با پلیمر حافظه‌دار شکل خالص‌تر جلوگیری کنند. این اثر با ذرات بزرگتر آشکارتر می شود [21]. به عنوان مثال، افزودن پرکننده‌های سیلیکون کربن و اکسید سیلیکون به حدود 40 درصد وزنی، توانایی کامپوزیت حافظه شکل را برای بازیابی کامل از تغییر شکل مهار می‌کند [5].

پرکننده‌های کربن چندین نانوذرات ممکن را تشکیل می‌دهند که می‌توانند به‌عنوان پرکننده در ماتریس استفاده شوند، با چندین پرکننده کربن قابل‌توجه که کربن سیاه، نانولوله‌ها یا گرافن هستند [2، 4، 5]. شکلی از کامپوزیت آگرافن-پلیمر در شکل 15 نشان داده شده است. گرافن به دلیل چگالی جرمی کم، مدول بالا و استحکام بالا، یک پرکننده پوشش پلیمری مفید است و همچنین می تواند مقاومت در برابر خوردگی پوشش را بهبود بخشد زیرا نفوذناپذیر است. گازها یا مایعاتی که ممکن است باعث خوردگی فلز زیر پوشش شوند. تراشیدن نانو ورق بسیار نازک حتی به عنوان یک فیلم محافظ با موفقیت آزمایش شده است.

گرافن بسیار شفاف است، بنابراین پوشش ها خواص نوری فلز را حفظ می کنند. آنها همچنین دارای سطح بالایی هستند و چسبندگی زیادی بین نانوپرکننده و ماتریکس ایجاد می کنند [17]. گرافن می‌تواند مدول لاستیکی را تا 400،000 درصد حجمی در صورت افزودن به کامپوزیت فرم پلی‌آمید بهبود بخشد و می‌تواند مدول یانگ، استحکام نهایی و دمای انتقال شیشه را هنگام استفاده برای تشکیل سایر کامپوزیت‌های پلیمری بهبود بخشد.
اگر یک منطقه نگران کننده وجود داشته باشد، این است که ویژگی های سطح باید متناسب با کاربرد مورد نظر تنظیم شوند، زیرا بار سطحی، آب دوستی و ترشوندگی که با گنجاندن گرافن تغییر می کند، بر اتصال سلول و عملکرد پلیمر با توجه به سطح اعمال شده تأثیر می گذارد [41]. ].

از سوی دیگر، نانولوله‌های کربنی می‌توانند اثرات حافظه شکل را تقویت و تقویت کنند، می‌توانند بازیابی حافظه شکل مبتنی بر الکتریکی را بهبود بخشند، و می‌توانند برای ایجاد سیستم‌های مرکب پیچیده با قابلیت تنظیم برای اهداف خاص و سپس افزایش توانایی واکنش پلیمر حافظه شکل استفاده شوند. [4]. فلزات و شکل‌های اکسید آن‌ها اغلب در ساخت دستگاه‌های الکترونیکی [5] انتخاب می‌شوند و به دلیل رسانایی آن‌ها، برخی مانند فریت حتی می‌توانند تحت تأثیر آهنربا قرار گیرند.

این امر تبدیل حافظه شکل را امکان پذیر می کند زیرا ذرات فلزی می توانند هنگام قرار گرفتن در معرض یک میدان مغناطیسی بسیار قوی گرما تولید کنند. اگر یک اشکال عمده وجود داشته باشد، این است که پلیمرها و فلزات دارای خواص سطحی متفاوتی هستند که آنها را تا حدودی برای استفاده به عنوان پرکننده ناسازگار می کند. علاوه بر این، شایان ذکر است که هم ترازی پرکننده می تواند روی پلیمر نیز تأثیر بگذارد.
به عنوان مثال، با افزودن نانولوله های کربنی به یک پلیمر حافظه دار شکل ترموپلاستیک، نانولوله های کربنی با جهت نیروی اعمال شده به پلیمر همسو شدند. این منجر به تغییر در پایداری کلی شکل شد، بر نحوه بازیابی پلیمر به شکل دائمی تأثیر گذاشت، و توزیع کریستالی را در ماتریس پلیمری تغییر داد [42]. اثرات حافظه شکل بر روی خود ترمیمی زمانی که برای برش‌های عمیق اعمال می‌شود به اندازه کافی ناکافی است و به همین ترتیب. نیاز به استفاده از روش‌های دیگر پیشگیری از خوردگی دارد. اینها می توانند به عنوان عوامل التیام بخش عمل کنند و در نتیجه به هر نقصی نفوذ کنند و باعث سرکوب خوردگی شوند.

برای پوشش‌هایی که شامل بازدارنده‌ها می‌شوند، ترمیم با مهار خوردگی در مقابل توانایی پوشش برای ترمیم خواص سد ماتریس تعیین می‌شود و بنابراین بین واکنش‌های غیرقابل برگشت است و مقدار بازدارنده‌های موجود در ماتریس محدود است، زیرا مقادیر زیاد منجر به از دست دادن خواص ماتریس می‌شود. تحرک ماتریس پوشش برای بازیابی محافظت در برابر خوردگی پوشش فراهم می کند و معمولاً از طریق استفاده از گرما یا نور آغاز می شود. گرمایش بالاتر از Tg امکان بسته شدن فیزیکی را فراهم می کند زیرا پوشش باعث نرم شدن و ایجاد اثرات حافظه شکل می شود و در نتیجه تا حدودی خواص سد را بازیابی می کند. این فرآیند ممکن است توسط یک جزء حسگر خوردگی که قادر به مکان یابی آسیب و التیام آن یا حداقل جلوگیری از آسیب احتمالی بیشتر است، تقویت شود [44].

برخی از بازدارنده‌های خوردگی عبارتند از بنزوتریازول، 8-هیدروکسی کینولین، یا مهارکننده‌های مبتنی بر آرسریوم. بازدارنده‌های خوردگی پس از وقوع آسیب‌ها، شسته می‌شوند و لایه‌ای مانع روی سطح در معرض دید ایجاد می‌کنند. غلظت‌های بالای بازدارنده‌های خوردگی باعث افزایش مقاومت در برابر خوردگی می‌شوند، اما ممکن است باعث کاهش خواص مکانیکی شوند. به نظر می رسد که بازدارنده های خوردگی بر سرعت نفوذ آب به ماتریکس تأثیر نمی گذارند. به این ترتیب، آسیبی که التیام یافته است ممکن است همچنان امکان وقوع خوردگی را فراهم کند، به ویژه در مناطقی که زمانی آسیب دیده است [24].

بازدارنده ها معمولاً برای حدود 6 تا 8 سال طراحی شده اند، به عبارت دیگر، حداقل تا دوره نگهداری بعدی. پوشش‌های آلی معمولاً آب را از طریق نقص در منافذ درون پوشش جذب می‌کنند که در نتیجه رنگدانه‌های بازدارنده ممکن است جدا شده و حل شوند [45]. تریازول و تیازول به طور کلی به عنوان بازدارنده های خوردگی برای آلومینیوم، به ویژه به جای عوامل ضد خوردگی سمی مبتنی بر کروم، استفاده می شوند. 2-مرکاپتوبنزوتیازول (MBT) مورد علاقه است زیرا سطوح آلیاژ آلومینیوم را برای تشکیل یک لایه نازک و محافظ جذب می‌کند. با این حال، MBT و سایر بازدارنده‌های خوردگی با پوشش پلیمری به خوبی کار نمی‌کنند، زیرا می‌توانند غیرفعال شوند و محافظت در برابر خوردگی مورد نظر را ارائه نمی‌کنند [46].

پوشش کرومات بازدارنده اصلی خوردگی است و سطوح بالا می تواند سرعت رشد ترک را کاهش دهد اما می تواند برای محیط زیست مضر در نظر گرفته شود [45]. افزودن میکرو یا نانوکپسول ها بسته به اندازه ظرف یا ناسازگاری ظرف با ماتریکس، امکان کاهش خواص مانع را دارد. مکانیسم ماشه مورد نظر نقش مهمی در تعیین چگونگی محصور کردن بازدارنده، در کنار نوع ماتریس و بازدارنده ای که استفاده خواهد شد، ایفا می کند.

روش‌های رایج فعال‌سازی تغییرات موضعی در pH، پارگی مکانیکی و تبادل یونی است. تبادل یونی در ظروف حاوی آنیون‌های بازدارنده خوردگی رخ می‌دهد که آزاد می‌شوند، که امکان جایگزینی آنیون‌های تهاجمی‌تر مانند کلرید را فراهم می‌کند [46]. اگر بازدارنده با پوشش مخلوط شود، بازدارنده در محلول حل می شود و هنگامی که محلول به عنوان پوشش استفاده می شود، ریز منافذ ایجاد می کند.

قاب‌های فلزی-آلی نوعی روش کپسوله‌سازی هستند که در آن فلزات توسط پیوندهای آلی به هم متصل می‌شوند. آنها با آزاد کردن بازدارنده برای تشکیل یک لایه جذب در سطح در معرض عمل می کنند و سپس چارچوب فلزی-آلی خود مانع نفوذ الکترولیت ها یا خوردگی بیشتر در اطراف منطقه آسیب دیده می شود. یکی از توانایی های کلیدی مورد نظر هر کپسول، آزادسازی کنترل شده مهارکننده ها است، تا به طور پیش از موعد عامل محدود را در داخل مصرف نکند و در نتیجه به پوشش در کاربرد، طول عمر بیشتری بدهد [47].

ذخیره سازی مناسب بازدارنده های خوردگی نشت ها را کاهش می دهد، از تعامل بازدارنده ها با ماتریس جلوگیری می کند و می تواند میزان بازدارنده های ذخیره شده در داخل را بهبود بخشد. به طور کلی، ظروف ترجیحی برای بازدارنده‌های خوردگی، نانوذراتی هستند که دارای نانوحفره‌های بزرگ، سطح وسیع، بسیار پایدار و چگالی کم هستند. مواد ظروف معمولی عبارتند از کربنات کلسیم، اکسید تیتانیوم، لوله هالوسیتان، سیلیس مزوپور و اکسید سریم.

اغلب روش‌های رهاسازی معمولاً به دلیل آسیب‌های شیمیایی یا تغییرات pH ایجاد می‌شوند، زیرا آنها از علل شایع آسیب به فلز هستند. ظروف معدنی این مزیت را دارند که می‌توانند راحت‌تر در سراسر ماتریس پلیمری پراکنده شوند و ممکن است خود خواص ضد خوردگی بیشتری داشته باشند [48]. کپسول‌هایی که حاوی یک عامل التیام‌دهنده هستند می‌توانند در سراسر یک ماتریس پلیمری پراکنده شوند، در نتیجه آسیب به ماتریکس ممکن است باعث تحریک خودآرایی شود. بهبودی با ایجاد پلیمریزاسیون از عوامل داخل کپسول.

خواص مطلوب برای چنین کپسولی، ماندگاری طولانی، استحکام برای حفظ ثبات ساختاری تا زمانی که نیازهای خود ترمیم شوند، و توانایی نشان دادن اتصال عالی به ماتریس میزبان است. توسعه نانوکپسول‌های زیر میکرون و ماسه می‌تواند فضای بین‌بافتی کوچک‌تری را ایجاد کند. پرکننده‌های ذرات به طور قابل‌توجهی بر خواص مکانیکی یک ماده تأثیر می‌گذارند و بسته به پرکننده، گاهی اوقات ممکن است بر پلیمر تأثیر مفیدی بگذارند، مانند افزایش چقرمگی شکست. در زمان‌های دیگر، آنها ممکن است مانند کاهش مدول الاستیک یا استحکام کششی نهایی (این اثرات منفی در افزایش غلظت کپسول کپسول‌های بزرگ رخ می‌دهند) منفی عمل کنند [49].

مزایای کلیدی گنجاندن میکروکپسول ها یا لوله هایی که حاوی عوامل شفابخش هستند، توانایی بستن برش با حداقل مواد است. فیبرها حتی پس از استفاده مکرر به لطف بازیابی محدود که منجر به برنامه‌ریزی تنش مجدد می‌شود، می‌توانند در همان سطح عمل کنند. با استفاده از بازیابی استرس، می توان به اجبار یک ترک یا برش را در ماتریس بسته کرد [50]. میکروکپسول ها برای محافظت کوتاه مدت در برابر خوردگی ترجیح داده می شوند.

هنگامی که آسیب رخ می دهد، میکروکپسول شکسته می شود، که به ماده شفابخش اجازه می دهد تا با بستر فلزی واکنش داده و یک لایه تبدیل غیرفعال تشکیل دهد. این زمان برای بهبودی فراهم می کند و از خوردگی بیشتر جلوگیری می کند.

این بدان معنی است که ترمیم یک فرآیند دو مرحله‌ای است که در آن میکروکپسول‌ها پراکنده می‌شوند تا یک لایه غیرفعال تشکیل دهند که استحکام چسبندگی و مقاومت در برابر خوردگی زیرلایه را بهبود می‌بخشد و از آنجا، ممکن است ماتریس برای شروع اثر حافظه شکل برای بستن ناحیه آسیب‌دیده گرم شود. 51]. کپسوله کردن کاتالیزور، در جایی که یک گلوله آغازگر و یک رزین گلوله وجود دارد، می تواند برای القای خود ترمیم در یک کامپوزیت پلیمری عمل کند؛ این در پلی دی متیل سیلوکسان با موفقیت آزمایش شده است. الیاف شیشه ای توخالی ساخته شده از بوروسیلیکات می توانند به عنوان کپسول برای مهار مایع التیام دهنده عمل کنند. عوامل، قادر به بازیابی تا 97٪ از استحکام خمشی اولیه هستند، به ازای هر حجم مواد ترمیم کننده را ذخیره می کنند و می توانند به عنوان وسیله ای برای تشخیص بصری آسیب استفاده شوند، اما چنین الیافی از این نظر محدود هستند که ابتدا باید شکسته شوند تا توزیع شوند. عوامل، و الیاف می توانند گرما را منبسط کنند که ممکن است منجر به آسیب ماتریس شود [52].

یکی دیگر از مواد پوشش ضد خوردگی پیشنهادی پرکننده‌های با نسبت تصویر بالا، مانند افزودنی‌های رسی است. یکی از خاک‌رسی‌های مورد علاقه، خاک رس مونتموریلونیت است، خاک رس سدیمی که به‌صورت ارگانیک اصلاح شده و منجر به سازگاری بهتر و تقویت بیشتر ماتریس‌های پلیمری می‌شود. دارای یک ساختار کریستالی دو بعدی است که با یک ورقه هشت وجهی آلومینا در بین دو ورقه چهار وجهی سیلیس هیدراته شده است. این لایه‌های انباشته منجر به شکاف‌های واندروالسی می‌شوند [53]. خاک رس مونتموریلونیت (در شکل 16 نشان داده شده است) دارای بار مثبت است که وقتی به یک پوشش پلیمری اضافه می‌شود، بار منفی اضافی را با جذب فلزات قلیایی بر روی پلاکت‌های رسی جبران می‌کند که باعث ایجاد یک آب دوست می‌شود. شکل خاک رس که دارای سوسپانسیون های پایدار در آب است.

در یک نقطه غلظت مشخص، این سوسپانسیون‌های رسی یک ژل بسیار چسبناک در آب تشکیل می‌دهند که در آن حجم پرکننده گیر کرده است یا شبکه‌ای از ذرات خاک رس نفوذ کرده است که می‌توان با رفتار شبه جامد که ژل نشان می‌دهد مشاهده کرد. شایان ذکر است که نانوکامپوزیت‌های پلیمری خاک رس نیز پس از به دست آمدن غلظت بحرانی خاک، قابلیت ژل شدن را دارند. هنگامی که به پوشش پلیمری اضافه می شود، خاک رس مونت موریلونیت باید از طریق جایگزینی فلزات قلیایی با سورفکتانت های کاتیونی به طور معمول از یون های آلکیلامونیوم اولیه، ثانویه، سوم و چهارم، ارگانوفیل تر شود، زیرا پلیمرهای غیرقطبی تقویت کننده نیاز به افزودن سازگار کننده ها را دارد.

خواص مکانیکی، فیزیکی و حرارتی نانوکامپوزیت‌های پلیمری خاک رس می‌توانند از طریق پراکندگی و لایه‌برداری پلاکت‌های رسی در سراسر ماتریکس بهبود یابند [54]. به طور خاص، پرکننده‌ها به پلیمر اجازه می‌دهند تا مدول بالاتر، افزایش پایداری و هدایت حرارتی، مقاومت بهتر در برابر حلال و هدایت یونی، و ویژگی‌های خود انفعال و مانع را بهبود بخشد [53]. به نظر می رسد گنجاندن خاک رس در ماتریس پلیمری دارای منحنی آبل از نظر اثربخشی است، زیرا چگالی جریان خوردگی برای پلیمر 1 درصد وزنی خاک رس، مرتبه ای کمتر از یک پلیمر بدون خاک رس است، اما به همان مقدار وزنی می رسد. درصد خاک رس به 10 درصد می رسد.

پوشش‌های با مقادیر کم (بین 0 و ۲ درصد وزنی خاک رس) افزایش امپدانس را در مقایسه با پوشش پلیمری ساده نشان می‌دهند، اما با رسیدن درصد وزنی خاک رس به ۲ درصد وزنی یا بیشتر، به دلیل تجمع و انباشته شدن خاک رس در داخل، امپدانس افزایش می‌یابد. ماتریس [54]. علاوه بر این، گنجاندن خاک رس در پلیمر سرعت پلیمریزاسیون و همچنین درجه پلیمریزاسیون را بهبود می بخشد، در حالی که فرآیند پذیری را بهبود می بخشد زیرا پلیمریزاسیون تراکمی ویسکوزیته محلول را کاهش می دهد [53]. حرکت زنجیره پلیمری توسط خاک رس در ماتریس مانع می شود و خاک رس نیز تخلخل کمتر و سفتی بیشتر را به دلیل درهم تنیدگی فیزیکی زنجیره های پلیمری ایجاد می کند [54]. عملکرد کامپوزیت های پلیمری به پرکننده پراکنده در سراسر ماتریس بستگی دارد. به این ترتیب، یکی از تمرکزهای اصلی هنگام افزودن پرکننده ها، پراکندگی مواد به روشی است که از تجمع آنها جلوگیری می کند [53].

6. طرح ها

اثرات حافظه شکل ممکن است با نزدیکتر کردن سطوح ترک به خود ترمیمی کمک کند. این ممکن است با تعبیه یا ترکیب یک سیستم حافظه شکل در پلیمر به دست آید. یک مثال می‌تواند سیم‌هایی باشد که در پلیمر محصور شده‌اند، جایی که اگر شکافی در پلیمر ایجاد شود، اثر حافظه شکلی که توسط سیم ایجاد می‌شود، ترک را مجبور به بسته شدن می‌کند و کپسول‌هایی که در سراسر پلیمر قرار دارند ممکن است مواد شیمیایی خود ترمیم شونده پلیمری را آزاد کنند تا ترک را ببندد. تا زمانی که ترک در ناحیه ای باشد که سیم می تواند اثر حافظه شکل را اعمال کند [55]. نمونه ای در شکل 17 نشان داده شده است.

خود ترمیم به طور کلی توسط گرما القا می شود، به این معنی که فرآیند اصطکاکی که می تواند گرمای کافی برای رساندن پلیمر به حالت مذاب ویسکوالاستیک ایجاد کند، پلیمر را قادر به پیوند مجدد و ترمیم می کند. التیام گرماگیر ناشی از گرما به پیوند عرضی گروه های پلیمری واکنش نداده متکی است، جایی که حرارت اعمال می شود تا زمانی که مولکول های درون بتوانند با یکدیگر نفوذ کنند و در نتیجه به هر گروه باقیمانده اجازه واکنش دهند. الزامات برای عوامل ترموست این است که آنها باید به طور برگشت پذیر به شبکه اتصال عرضی متصل شوند در حالی که دمای ترمیم کمتر است (برای به حداقل رساندن اثراتی که ممکن است بر خواص مکانیکی داشته باشند)، اما هنگامی که از دمای ترمیم بالاتر رفت، متحرک می شوند تا انتشار در سراسر ترک را امکان پذیر کند. افزودن مولکول های زنجیره خطی با خواص مکانیکی ماتریس تداخلی نخواهد داشت.

اگر ترک ها و از دست دادن استحکام در نتیجه شکسته شدن مولکول ها یا تغییرات دیگر در سطح اتمی باشد، باید از طریق واکنش برای ترکیب مجدد مولکول های مذکور ترمیم صورت گیرد، یا به عبارت دیگر، یک واکنش معکوس باید رخ دهد. اگر سرعت بازیابی با همان سرعت زوال اتفاق بیفتد، زوال پلیمر به حداقل می رسد، اما دماهای بالا برای خود ترمیم شدن توسط فعل و انفعالات شیمیایی برگشت پذیر لازم است. بدون استفاده از خودترمیمی با ابزارهای خارجی، این ماتریکس نیست که برای التیام خود عمل می کند، بلکه عوامل شفابخش محصور شده است که به شکل "خط لوله" یا میکروکپسول ذخیره می شوند و از بین می روند و عوامل مذکور برای ترک سالم رها می شوند. [31].

لازم به ذکر است که اگر دما از حدی که پلیمر قابلیت التیام دارد بیشتر شود، باعث خراب شدن پلیمر و عدم عملکرد صحیح آن می شود. علاوه بر این، نقص در یک پوشش پلیمری که باعث ایجاد خوردگی در فلز زیرین می‌شود، می‌تواند منجر به از بین رفتن چسبندگی پوشش و کاهش یکپارچگی فلز شود. خودترمیمی توسط فرآیند واکنش شیمیایی مستعد واکنش‌های جانبی است که ممکن است خواص ترمیم یا حافظه شکلی را کاهش دهد. مکانیسم‌های فیزیکوشیمیایی در پلیمرهای حافظه شکل می‌توانند تغییر شکل مکانیکی ناشی از تنش یا کرنش را با چندین روش معکوس کنند که رایج‌ترین و ساده‌ترین آنها گرم کردن مواد است، بدون اینکه نیازی به انجام واکنش شیمیایی باشد.

این فرآیند از مزیت‌های چند درجه حرارت انتقال شیشه‌ای (Tg) یا دمای ذوب (Tm) موجود در پلیمر استفاده می‌کند، زیرا پلیمر تا حدی ذوب می‌شود و می‌تواند بعداً جامد شود، اما بخش متفاوتی از بلوک به شکل جامد باقی می‌ماند و هر دو سویه را قادر به بازیابی می‌کند. و حفظ شکل [19]. همانطور که قبلا ذکر شد، دگرگونی ها در آلیاژ حافظه شکل از طریق گرمایش القا می شوند. این یک دلیل نگرانی برای استفاده از پلیمرهای حافظه شکل به عنوان وسیله ای برای محافظت در برابر خوردگی است زیرا ممکن است دماهای متفاوتی برای ایجاد دگرگونی داشته باشند. این نگرانی ممکن است با این محدودیت که اکثر آلیاژهای حافظه شکل فعلی دمای انتقال کمتر از 100 درجه دارند، کاهش یابد. بنابراین، پلیمرها می توانند به عنوان وسیله ای برای مهار خوردگی عمل کنند [11].

به عنوان مثال، بیشتر مواد افزودنی DA در دماهای حدود یا کمتر از 90 درجه تشکیل می شوند و دمای بین 110 تا 130 درجه را جدا می کنند. فرآیند التیام کوپلیمرهای DA که حاوی فوران/مالیمید هستند در محدوده دمایی 120 تا 150 درجه رخ می‌دهد، زیرا این امر باعث ایجاد پیوند جزئی می‌شود و بنابراین تحرک مولکولی را افزایش می‌دهد [39]. پس مشکل تنظیم دقیق برای مطابقت با دماهایی است که اثر حافظه شکل هم برای پلیمر و هم برای آلیاژ رخ می دهد.

روش‌های مختلفی برای القای این فرآیند وجود دارد، یکی از ساده‌ترین پلیمرهای اختلاط‌شونده است، زیرا به طور کلی افزایش Tg یک ترکیب پلیمری به دنبال افزایش غلظت کوپلیمر Tg بالاتر است [38]. از طرف دیگر، گنجاندن فاصله‌دهنده‌ها در یک پلیمر می‌تواند بر Tg تأثیر بگذارد، به‌عنوان مثال، مواد پلیمری مبتنی بر آپولیکاپرولاکتون دمای ذوب یا Tm 51.7 درجه دارند، اما افزودن اسپیسرها به 49.6 درجه کاهش می‌یابد.

علاوه بر این، واحدهای فاصله‌دهنده می‌توانند در صورت وجود پلیمرهایی که قادر به تشکیل بخش‌های کریستالی پیوند هیدروژنی مانند پلی اوره هستند، تبلور مجدد پلیمر را به تأخیر بیاندازند یا تبلور را افزایش دهند [19]. مواد دیگری مانند نانولوله‌های کربنی یا نانوپرکننده‌های گرافن نیز می‌توانند بر Tg یک ترکیب پلیمری تأثیر بگذارند، به عنوان مثال، افزودن 1 درصد وزنی گرافن به یک مخلوط پلیمری اپوکسی استر-سیلوکسان اوره می‌تواند Tg را از 95 به 115 درجه افزایش دهد. در نمودار در شکل های 18(a)-18(c) نشان داده شده است [17]. هنگامی که ماکزیمم مماس تلفات، tan δ، برای انتقال در طیف وسیعی از دماها رخ می دهد، می توان آن را Tg ماده پلیمری در نظر گرفت. ، زیرا به انرژی حرارتی مورد نیاز برای تغییرات با مولکول ها در سطح میکروسکوپی مربوط می شود [56].

بنابراین، افزودن گرافن ممکن است Tg ماده را افزایش دهد، اما کاملاً ساده است زیرا به نظر می‌رسد که درصد وزنی اضافه شده می‌تواند بر پلیمرها تأثیر متفاوتی بگذارد، همانطور که در نمودارهای بالا نشان داده شده است. ماکزیمم δ ماکزیمم اصلی نشان داده شده است. نمودار (c) ماکزیمم tan δ ثانویه را نشان می دهد و مورد توجه اولیه است و نسبتاً ساده است که افزایش وزنی گرافن از 0 به 2 wt٪ منجر به افزایش Tg از 95 به حدود 120 درجه می شود. در مقابل، نمودار (b) اولین ماکزیمم tan δ را نشان می‌دهد، جایی که به نظر می‌رسد که افزودن گرافن به طور کلی باعث کاهش Tg می‌شود، که با 1 و 2 درصد وزنی که مقدار Tg پایین‌تری دارند نشان می‌دهد. همچنین شایان ذکر است که افزایش درصد وزنی، Tgcloser را به پلیمر تمیزتر نزدیک می کند [17]. این را می توان به راحتی در جدول 4 نشان داد. بازارها به سمت توسعه آلیاژهای حافظه شکل با دمای بالا که قادر به تغییر دمای بسیار بالاتر از 100 درجه هستند، فشار می آورند.

با این حال، هر گونه تلاش برای تشکیل مواد پایدار بالاتر از 100 درجه با این موضوع که قرار گرفتن در معرض مقادیر زیاد انرژی حرارتی بر فرآیندهای وابسته به سرعت در ماده تأثیر می‌گذارد و بنابراین بر پایداری ریزساختاری، مقاومت آن در برابر تغییر شکل، بازیابی و مقاومت محیطی تأثیر می‌گذارد ناامید می‌شود. [11]. مطابق با پیشرفت ها، توسعه پلیمرهای حافظه شکل با دمای بالا بود. یکی از این نمونه ها می تواند پلی آمید با دمای بالا خود ترمیم شونده باشد که اگر پلی استایرن در پلیمر گنجانده شود دمای عملیاتی آن 243 درجه است [37]. به طور طبیعی، رویکردهای جدیدتری در حال توسعه هستند که می توانند کاربردهای احتمالی برای شکل دادن به حافظه را بهبود بخشند. پلیمرها

شایان ذکر است که در محیط هایی که مواد ممکن است شرایط دمای پایین را تجربه کنند، ممکن است خود ترمیم رخ ندهد یا نسبت به آسیب دریافتی ناکافی باشد. بنابراین، در چنین محیط هایی که ممکن است از آن استفاده شود، استفاده از عواملی که قادر به گرم کردن خود مواد برای دستیابی به اثرات مطلوب هستند، ضروری است. بنابراین، ابزار دیگری برای شروع خوددرمانی باید ابداع شود. یک روش آسان برای انجام این کار، تابش درون مادون قرمز، تشعشعات مایکروویو، یا سایر اشکال تشعشع است، بسته به ماده انتخاب شده، اگرچه این ممکن است حتی در دمای اتاق رخ دهد [52].

به طور سودمند، استفاده از امواج مایکروویو یا اشعه مادون قرمز برای فعال کردن مکانیسم خود ترمیمی می تواند از راه دور و تنها در یک منطقه خاص بدون تأثیر بر سطح اطراف انجام شود، تقریباً به صورت آنی، از لحظه روشن شدن نور تا لحظه خاموش شدن آن [57]. اگرچه کاملاً به شکل آلیاژهای حافظه مرتبط نیستند، اما مایکروویو یا تابش مادون قرمز نیز به عنوان یک مکانیسم ماشه ای برای رفتار بازیابی پلیمر حافظه شکل عمل می کنند، و از آنجایی که آنها انرژی کارآمد، کم هزینه هستند و رفتار بازیابی را سریع نشان می دهند، جذابیت زیادی برای سایر کاربردهای حافظه شکل دارند. 58].

پلیمرهای حافظه دار شکلی که از تشعشعات مادون قرمز یا مایکروویو به عنوان وسیله ای برای فعال سازی استفاده می کنند، عموماً شامل پرکننده های حساس به نور، مانند نانوذرات فلزی یا پلیمرهای مزدوج، و پرکننده های رسانا مانند گرافن یا نانولوله های کربنی در پلیمرهای حافظه شکل فعال گرما برای القای رفتارهای بازیابی مطلوب از مواد هستند [2،52]. ، 57، 58]. به عنوان مثال، نانولوله های کربنی چند جداره در یک ماتریس پلی یورتان توزیع شدند که منجر به بهبود حداکثر تنش کششی تا 120٪، نیروی بازیابی تا 100٪، استحکام کششی تا 24٪ و مدول اتلاف تا یک سوم در مقایسه با پلی اورتان ساده شد. علاوه بر این، مایکروویو را فعال کرد تا اثر حافظه شکل در پلی اورتان را فعال کند [2].

این پلیمرها که مکانیسم های خود ترمیمی خود را فعال می کنند از طریق امواج مایکروویو یا اشعه مادون قرمز استفاده هایی مانند پوشش های سطحی، دستگاه های الکترونیکی یا سایر کاربردهای بیولوژیکی دارند و به ویژه برای کاربردهای بالقوه در کاربردهای هوافضا قابل توجه هستند [2، 52]. یکی دیگر از عوامل مورد توجه، سختی پلیمرهای معمولی خود ترمیم شونده است، که بدتر از شبکه های پلیمری کووالانسی هستند، زیرا می توانند پیوندها را به صورت برگشت پذیر تشکیل دهند یا به عبارت دیگر، شبکه های پلیمری خود را شکسته و اصلاح کنند تا به توانایی ترمیم خود دست یابند.

اگر بتوان یک شبکه کووالانسی دائمی را به یک شبکه برگشت پذیر معرفی کرد، آنگاه می توان خواص مکانیکی را بهبود بخشید. به طور معمول، انجام این کار یک هیدروژل تشکیل می دهد، اما آنها حاوی مقدار زیادی آب هستند که آنها را به عنوان یک ماده پوشش نامناسب می کند زیرا می توانند مواد را شسته یا خورده کنند و بر خواص کلی آن تأثیر بگذارند. اتصال عرضی برگشت‌پذیر بین شبکه‌های پلیمری کووالانسی و برگشت‌پذیر دشوار است، زیرا مواد پیوندی غیرقابل اختلاط هستند و معمولاً برای مخلوط کردن به حلال‌های هم‌حلال نیاز دارند. تلاش برای تشکیل یک شبکه پلیمری "خشک" اغلب منجر به جداسازی فاز ویسکوالاستیک می شود.

تلاش قابل توجه برای تشکیل یک شبکه "خشک"، ساخت پلیمرهای اتصال عرضی به طور تصادفی شاخه ای است که قادر به پشتیبانی از پیوند هیدروژنی برگشت پذیر علاوه بر اتصالات عرضی کووالانسی دائمی هستند، که باعث اختلاط در سطح مولکولی بدون جداسازی فاز ویسکوالاستیک یا نیاز به حلال می شود. این از ترکیبی از دی آمین ها و اسید آکریلیک تشکیل شده است که یک شبکه فوق مولکولی با اتصالات آمید-آمید یا اتصالات آمید-کربوکسیل تشکیل می دهد. تغییر شکل های کوچک مواد الاستومری هیبریدی تنها منجر به شکستن و اصلاح پیوندهای هیدروژنی می شود و تغییر شکل های بزرگتر منجر به ماکروخراش می شود. مقیاسی از 1 تا 1000 میکرومتر که یکپارچگی مواد را حفظ می کند و دارای انرژی شکست 13500 J/m2 است که با لاستیک طبیعی قابل مقایسه است.

خود ترمیم می تواند در دمای اتاق رخ دهد و پس از بهبودی می تواند استحکام کششی قابل مقایسه با سایر الاستومرها در 4MPa داشته باشد. متأسفانه، کاربردهایی که ممکن است مهار خوردگی را برای مواد حافظه شکل در نظر بگیرند، محدود خواهند بود زیرا شبکه پلیمری دارای Tg 4-14 درجه است و به عنوان یک الاستومر لاستیکی در دمای اتاق عمل می‌کند و بنابراین برای عمل کردن، نیاز به اصلاح و قربانی کردن برخی از خواص آن است. به عنوان یک پوشش [59]. توسعه دیگر برای کامپوزیت های حافظه شکل، کامپوزیت های حافظه سه شکل است.

این پلیمرکامپوزیت‌ها می‌توانند قبل از بازیابی به شکل اولیه و دائمی، زمانی که رفتار بازیابی آن‌ها فعال می‌شود، به دو شکل موقت دیگر تبدیل شوند، بنابراین حرکات پیچیده بازیابی را بسیار بهتر از کامپوزیت‌های حافظه‌دار سنتی‌تر انجام می‌دهند. این مراحل انتقال را می‌توان از طریق یک سری دما که در آنها تغییر شکل می‌دهد یا یک مقدار دمایی منفرد که تغییرات در آن رخ می‌دهد، انجام شود [60]. رفتار گذار مرحله ای در پلیمر چیزی است که بر تعداد موقعیت های موقتی که پلیمر ممکن است در چرخه حافظه شکل خود به خود بگیرد تأثیر می گذارد، به این معنی که تعداد دماهای انتقال در یک ترکیب پلیمری بر تعداد اشکالی که می تواند به خود بگیرد تأثیر می گذارد و بنابراین به این معنی است که چهار شکل یا بیشتر است. کامپوزیت های حافظه شکل می توانند امکان پذیر باشند.رویکرد اساسی برای دستیابی به این امر از طریق پلیمری با فاز منفرد و گسترده ای از انتقال زنجیره پلیمری است زیرا افزایش تنوع مونومر مستلزم سنتز دقیق تری از ماده پلیمری مورد نظر است [42].

با ترکیب آلیاژهای حافظه شکل و پلیمرهای حافظه شکل برای تشکیل یک کامپوزیت حافظه شکل، می توان کامپوزیت حافظه شکل را با حرکات سه طرفه با چاپ سه بعدی یک پلیمر حافظه شکل در اطراف آلیاژ شکل شکل داد [3]. با این حال، به طور قابل‌توجهی، مطالعات در مورد مواد نشان می‌دهد که تغییر شکل عموماً به محدوده‌ای در اطراف ناحیه الاستیک خطی محدود می‌شود و سفتی بالاتر از دمای انتقال به اندازه‌ای کم است که باعث افزایش خزش تحت بارگذاری خارجی شود. همچنین، برای برخی از پلیمرهای حافظه دار سه شکل، انبساط حرارتی کامپوزیت منجر به تغییر شکل بسیار بالاتری نسبت به حالت عادی در دماهای بالا می شود. کامپوزیت های حافظه شکل از طریق ترکیب پلیمری ایجاد می شوند.

اختلاط پلیمرها حیاتی ترین مرحله است زیرا هدف ایجاد کامپوزیت از پلیمرهایی است که از نظر حرارتی با یکدیگر قابل اختلاط باشند. در غیر این صورت، رابط‌های ضعیف یا جدا شده در مرزها تشکیل می‌شوند و در نتیجه خواص کلی کامپوزیت بالقوه را تضعیف می‌کنند و با توجه به اینکه متأسفانه اکثر رزین‌ها و پلاستیک‌ها قادر به اختلاط حرارتی نیستند، یک عامل ضروری در توسعه کامپوزیت‌های پلیمری حافظه سه‌شکل بهتر، تعیین کننده خواهد بود. موادی که قادر به ترکیب موثر هستند [60].

7. نتیجه گیری

پلیمرها یک فرصت بالقوه در مهار خوردگی هستند، زیرا می توانند با روش سنتی تر شامل عناصری مانند کروم خطرناک برای مهار خوردگی مطابقت یا پیشی بگیرند. اما از آنجایی که پلیمرها ذاتاً نسبت به محیط بی‌اثر هستند، به دلیل ریزترک کردن به تدریج عملکرد خود را از دست می‌دهند و بنابراین، استفاده از پلیمرهایی با قابلیت خود ترمیم مانند ترکیب آپولی‌آمید-ب-پلی اوره مطلوب است. علاوه بر این، پلیمرهای خود ترمیم شونده ممکن است با استفاده از نانومواد یا سایر مواد پرکننده بیشتر تقویت شوند، زیرا می توانند رسانایی ترکیب پلیمری را بهبود بخشند یا برای بهبود زمان پاسخ پلیمرهای حافظه شکل کار کنند. پیشرفت‌های آتی در مورد پلیمرهای حافظه شکل احتمالاً بر تنظیم ترکیب پلیمری به سمت یک هدف ترجیحی از طریق افزودن پرکننده‌های خاص مانند میکروکپسول‌ها یا شروع انتخابی فرآیند خود ترمیم یا شکل دادن به اثر حافظه، مانند استفاده از تابش امواج مادون قرمز یا مایکروویو در یک مکان خاص متمرکز خواهد شد. منطقه از طریق گنجاندن، به عنوان مثال، نانولوله های کربنی. این پیشرفت‌ها باید پوششی متناسب با فضاهای هوایی احتمالی، به‌ویژه سازه‌های قابل استقرار، یا روباتیک و سایر کاربردها، مانند محرک‌ها، فراهم کند. به طور کلی، مناطقی که یک پلیمر حافظه دار به تنهایی دارای استحکام کافی یا سایر خواص موادی است که یک آلیاژ حافظه دار دارد، در حالی که پوشش پیشگیری از خوردگی ارزان تر و کم سمی تر را حفظ می کند، موثرترین استفاده را برای پوشش پلیمری حافظه شکل خواهد داشت.

در دسترس بودن داده ها

داده‌هایی که از این بررسی ادبیات پشتیبانی می‌کنند، از نویسنده مربوطه آن‌ها که از مجلات یافت شده در بخش منابع مرور ذکر شده است، در دسترس است. آنها در مکان های مربوطه در متن به عنوان مرجع ذکر شده اند [1-60]. برای شکل‌ها و جداول، مراجع را می‌توان در داخل جدول یا زیر شکل در متن توصیف‌کننده شکل یافت. شکل‌های 2، 11، 15، 16، و 18 با اجازه نویسنده استفاده می‌شوند.

تضاد علاقه

نویسندگان هیچ تضاد منافعی را که بر مقاله تأثیر بگذارد اعلام نمی کنند.

منابع

[1] FF Li، YJ Liu، و JS Leng، "پیشرفت پلیمرهای حافظه شکل و کامپوزیت های آنها در کاربردهای هوافضا"، Smart Materials and Structures، جلد. 28، شماره 10, article103003, 2019.

[2] KK Patel و R. Purohit، "حافظه شکل بهبود یافته و خواص مکانیکی کامپوزیت های پلیمری/MWCNT های حافظه شکل ناشی از مایکروویو"، MateriaToday Communications, vol. 20، ماده 100579، 2019.

[3] R. Matsui, K. Takeda, H. Tobushi, and EA Pieczyska, "خواص مکانیکی و موضوعات پیشرفته در آلیاژها و پلیمرهای حافظه شکل" Journal Theoreticalcal and AppliMechanics (لهستان)، جلد. 56، شماره 2، صفحات 447-456، 2018.

[4] H. Luo، Z. Li، G. Yi و همکاران، "کامپوزیت های پلیمری حافظه دار به شکل نانولوله کربنی پاسخگوی چند محرک،" MaterialsLetters، جلد. 137، صص 385-388، 2014.

[5] M. Lei, Z. Chen, H. Lu, and K. Yu, "پیشرفت اخیر در کامپوزیت های پلیمری شکل حافظه: روش ها، خواص، کاربردها و چشم اندازها"، NanotechnoloReviewsews، جلد. 8، نه 1، صص 327–351، 2019.

[6] ZG Wei, R. Sandstrom, and S. Miyazaki, "Shape memory Materials and Hybrid Composites for Smart Systems: Part IIshape-Memory Hybrid Composites," Journal of Materials Science, vol. 33، شماره 15، ماده 230586، صفحات 3763-3783، 1998.

[7] Y. Liu، Z. Dong، L. Yu، Y. Liu، و H. Li، "تأثیر اثر حافظه بر شکل پیری و مقاومت در برابر خوردگی یک آلیاژ جدید مبتنی بر Fe-Mn-Si"، پژوهش مواد مجله ، جلد 30، شماره 2، صفحات 179-185، 2015.

[8] GA López، M. Barrado، EH Bocanegra، JM San Juan، و M. L. Nó، "تأثیر ماتریس و عملیات حرارتی بر تبدیل مارتنزیتی در کامپوزیت های زمینه فلزی"، علم مواد و مهندسی A، جلد. 481-482، خیر. 1-2 ج، صص 546-550، 2008.

[9] H. Farhat, R. Griffin, INA Oguocha, and R. Evitts, "Ainvestigation of corrosion of a memory alloy FeNiCoAlTashape in 3.5 wt-% NaCl محلول" Corrosionengineering, Science and Technology, جلد. 53، شماره 8، صفحات 611-616، 2018.

[10] AO Moghaddam, M. Ketabchi, and R. بهرامی, " رشد دانه جنبشی، حافظه شکل و رفتار خوردگی آلیاژهای حافظه شکلی مبتنی بر Cu پس از عملیات حرارتی مکانیکی"، Transactions Nonferrous Metals Society of China, جلد. 23، شماره 10، صفحات 2896-2904، 2013.

For more information:1950477648nn@gmail.com