文 献 综 述

1.1 引言

MXenes材料是一类新型的二维材料，根据其中X元素的种类可分为二维过渡金属碳化物及氮化物。这种材料是通过刻蚀法，将 MAX 相陶瓷中的A 元素（通常为 Al、Si 或 S 元素）除去而得到的。在刻蚀之后，MXenes材料中二维片层之间的结合力进一步减弱，此外，还可以进一步的通过超声、摇晃的方式将刻蚀后的MXenes材料中片层间的结合打断，从而获得类石墨烯的MXenes片。作为一类二维材料，MXenes显示出其在电化学储能领域的潜在应用价值，尤其是当其作为超级电容器电极材料时由于具有独特的二维结构和高的密度特性（～4 g/cm³ ），而显示出高的倍率与优异的体积性能。当其作为超级电容器电极时，MXenes 材料除了具备高密度之外还具有良好的亲水性以及高的电导率，对于目前比较热门的超级电容器电极#8212;石墨烯电极而言，首先在密度方面远逊色于 MXenes，其次其亲水性与导电率通常与氧含量相关，氧含量高则导电性差含量低则亲水性差从而难以兼顾。

形状记忆材料是一种新型功能材料，包括形状记忆合金、形状记忆陶瓷和形状记忆高聚物。其中，形状记忆高聚物易成型加工、形变量大、质量轻、价格便宜、不锈蚀、易着色，性能优于无机形状记忆材料而受到广大用户的亲睐。目前，具有形状记忆性能的聚合物主要有聚氨酯、聚降冰片烯、反式 l，4-聚异戊二烯、丁苯橡胶等。近几年，形状记忆聚氨酯的研究尤为活跃。

1.1.1 形状记忆聚氨酯研究进展

形状记忆聚氨酯（Shape　memory　polyurethane ，SMPU）是一类新型的功能高分子材料，它是由玻璃化温度高的硬段和玻璃化温度低的软段聚合而成的嵌段共聚物，通过调节聚氨酯原料的组成和比例，可以获得不同的玻璃化转变温度。SMPU具有优异的力学性能和良好的生物相容性，其记忆温度可设计范围宽、形变量大、形状记忆效果好、加工性好，日益受到科研工作者的青睐，对其合成与应用的研究方兴未艾。但它也存在形状回复速度慢、重复记忆效果差、力学强度低等缺点。作为一种用途广泛的新型智能材料，SMPU材料己经引起许多国家的相关研究机构和科研人员的极大关注，并有诸多研究成果。SMPU是一类重要的智能材料，既具有聚氨酯材料弹性好、耐磨、附着力强、低温抗冲击性能优异的特点，又具备形状记忆聚合物的高回弹性和抗振动性 的优点，在众多领域得到广泛应用。首例SMPU由日本 Mitsubishi重工业公司研发，用聚四氢呋喃二醇（PTMG），4，4－二苯基甲烷二异氰酸酯（MDI）和1，4－丁二醇（BDO）3种单体原料首次聚合了SMPU。它是一种含有部分结晶态的线性聚合物，通过对原料的选择和原料配比调节Tg，可得到不同响应温度的SMPU。

1.1.2 我国聚氨酯发展情况

目前，世界聚氨酯每年的总需求量为700多万吨，其中美国约250万吨，欧洲约220万吨，亚太地区约200万吨。据相关机构预测，中国聚氨酯产量到2009年前将年增长78%，这将使中国聚氨酯产量从2004年的270万吨提升至2009年的近400万吨。国内聚氨酯需求动力包括较高的可支配收入导致对家具需求的大幅度增加。建筑和旅游业的繁荣也导致大量宾馆进行重新整修，从而间接增加了对聚氨酯的需求。柔性聚氨酯泡沫产量预计将年增长1 1．1% 至2009年达到82．2万吨。用作绝缘材料的硬质聚氨酯（PU）泡沫产量也将增长，但其用于绝级材料的需求在中国东部市场接近饱和。原材料短缺可能会限制中国PU工业的增长，近年来中国PU工业一直呈两位数字增长。由于中国经济的快速发展，中国市场已经成为全球发展最快、最具发展潜力的异氰酸酯和聚氨酯市场，国外跨国公司对中国市场的争夺日益加剧。

1.2 形状记忆聚氨酯概述