SMP根据其回复原理可分为:热致型SMP、电致型SMP、光致型SMP、化学感应型SMP等 。
日本的石田正雄先生最先发现, 热致型SMP形状记忆功能主要来源于材料内部存在不完全相容的两相 ,即保持成型制品形状的固定相和随温度变化会发生软化,硬化可逆变化的可逆相 。 固定相的作用在于原始形状的记忆与恢复 ,可逆相则保证成型制品可以改变形状 。 根据固定相的结构特征 , SMP可分为热固性和热塑性两大类 ,除此之外还有一种所谓的 “ 冷变形成型”的形状记忆聚合物材料。
电致型SMP是热致型形状记忆高分子材料与具有导电性能物质(如导电炭黑、金属粉末及导电高分子等)的复合材料。其记忆机理与热致感应型形状记忆高分子相同,该复合材料通过电流产生的热量使体系温度升高, 致使形状回复, 所以既具有导电性能,又具有良好的形状记忆功能。
热固性SMP是将聚合物加温到熔点(tm)以上和交联剂共混,接着在模具里进行交联反应并确定一次形状,冷却结晶后即得到初始态,其化学交联结构为固定相 ,结晶相为可逆相 。 当温度升高至 tm 以上时,可逆相熔融软化,在外力的作用下可做成任意的形状保持外力并冷却固定,使分子链沿外力方向取向冻结得到变形态 。 当温度再升高至tm以上时,可逆相分子链在熵弹性作用下发生自然卷曲,直至达到热力学平衡状态,从而发生形状回复,记忆一次形状 。
热塑性SMP实质上是高分子链以物理交联的方式形成固定相和可逆相 。 当温度升高至玻璃化转变温度 ( tg ) 以上时,可逆相分子链的微观布朗运动加剧,而固定相仍处于固化状态,此时以一定外力使SMP发生变形,并保持外力使之冷却,可逆相固化得到稳定的新形状即变形态 。 当温度再升高至tg以上时,可逆相软化,固定相保持固化,可逆相分子链运动复活,在固定相的恢复应力作用下逐步达到热力学平衡状态,即宏观表现为恢复原状 。