Polímero con memoria de forma (SMP)
Polímeros
Polímero con memoria de forma (SMP)
Un polímero con memoria de forma (SMP) es un material inteligente que puede memorizar su forma original después de deformarse en una forma temporal cuando se calienta o recibe cualquier otro estímulo externo como luz, campo eléctrico, campo magnético, químico, humedad y pH. En comparación con las aleaciones con memoria de forma (SMA), el SMP tiene muchas ventajas de bajo costo, baja densidad, deformación elástica sustancialmente alta y fácil ajuste de la temperatura de conmutación a la que se produce la recuperación de la forma y la tensión de recuperación elástica se puede adaptar mediante la variación de los parámetros estructurales. de la arquitectura molecular junto con una buena procesabilidad. Además, el SMP puede poseer biofuncionalidad y biodegradabilidad. Estas características hacen que el SMP tenga varias aplicaciones que incluyen textiles inteligentes, velas solares autodesplegables en naves espaciales, dispositivos biomédicos o implantes para cirugía mínimamente invasiva. Los polímeros con memoria de forma tienen básicamente dos características estructurales, es decir, los enlaces cruzados que determinan la forma permanente y los segmentos reversibles que actúan como una fase de conmutación. Los mecanismos moleculares que describen el proceso de memoria de forma activado térmicamente, Ttrans es la temperatura de transición térmica de la fase reversible, ya sea la temperatura de transición vítrea, Tg o la temperatura de fusión cristalina, Tm). Si el aumento de temperatura es superior a Ttrans de los segmentos de conmutación, estos segmentos son flexibles y el polímero se puede deformar elásticamente. La forma temporal se fija enfriando por debajo de Ttrans. Así, el trabajo realizado sobre la muestra puede almacenarse como energía de deformación latente si la recuperación de las cadenas de polímero está prohibida por vitrificación o cristalización. El estado fijo es estable durante mucho tiempo. Tras el calentamiento posterior por encima de Ttrans, la energía de deformación almacenada se puede liberar a medida que se liberan las cadenas de polímero. La deformación o forma a la que vuelve la muestra es la forma original dictada durante la reticulación, ya sea química (enlaces covalentes) o física (asociaciones). La rigidez del polímero, representada por el módulo, y el trabajo que se ahorrará durante la deformación está determinada por la densidad de reticulación. La vitrificación o cristalización del polímero controla la fijación de las cadenas del polímero y por lo tanto permite el establecimiento de una forma temporal arbitraria. Sobre la base de la naturaleza de los enlaces cruzados, los SMP se subdividen en SMP físicamente reticulados y SMP químicamente reticulados. Macroscópicamente, el efecto de memoria de forma se puede describir y evaluar usando un experimento de deformación por tracción cíclica bajo una programación de temperatura, representado como un gráfico tridimensional (3-D) de deformación versus temperatura y fuerza. La muestra se deforma a un cierto nivel de tensión en T> Tswitch, y luego se puede fijar durante el enfriamiento, como lo representa la curva de descarga horizontal en T <Tswitch. Tenga en cuenta que la fijación de la forma en este gráfico se logra durante el enfriamiento bajo tensión fija. Cuando la muestra se calienta a T> Ttrans, la muestra se recupera a su dimensión original liberando la energía de deformación almacenada a medida que se liberan las cadenas de polímero. El comportamiento del caucho natural bajo el mismo ciclo termomecánico, lo que indica que el caucho no mantiene su forma de fijación en el rango de temperatura examinado, en cambio, la descarga devuelve la muestra a su deformación de equilibrio instantáneamente. Hay varias revisiones excelentes sobre el SMP. La presente revisión se centra en el SMP sintetizado a partir de la técnica de mezcla de polímeros. La mezcla de polímeros es una forma eficaz y económica de desarrollar nuevos materiales poliméricos con propiedades deseables. Se han informado numerosas mezclas de polímeros que presentan efectos de memoria de forma, que pueden clasificarse en mezcla miscible, mezcla inmiscible, red de polímero interpenetrante (IPN) y mezclas reticuladas.