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一种具有双程形状记忆效应的高分子材料及其制备方法技术

技术编号:13430509 阅读:76 留言:0更新日期:2016-07-30 01:58
本发明专利技术提供一种具有双程形状记忆效应的高分子材料,由以下组分制成:结晶性聚醚或聚酯二醇单体、二异氰酸酯单体、小分子扩链剂单体、橡胶弹性体、自由基聚合紫外光引发剂和多巯基固化剂。该材料具有多相结构,其中橡胶弹性体为分散相,交联聚氨酯为连续相。该材料的双程形状记忆效应机理为:对于经过训练的材料,当温度高于聚氨酯结晶熔融温度时,材料内部聚氨酯相中的取向晶区因结晶融化而收缩成无归线团状态,材料长度缩短,橡胶弹性体受压;当材料温度低于聚氨酯的结晶熔融温度时,聚氨酯相中熔融的软段分子链在体系中受压缩的橡胶弹性体相提供的张应力作用下再次取向结晶,表现为材料长度增加;上述过程随温度的变化具有重复可逆的特点。

Polymer material with two-way shape memory effect and preparation method thereof

The invention provides a two-way shape memory effect of polymer material, which comprises the following components: made radical crystalline polyether or polyester glycol monomer, monomer diisocyanates, chain extenders, rubber elastomer, monomer polymerization initiator and UV curing agent polythiol. The material has a multiphase structure, wherein the rubber elastomer is a dispersed phase, and the crosslinked polyurethane is a continuous phase. The two-way shape memory effect mechanism of the materials for the training material, when the temperature is higher than the melting temperature of polyurethane, polyurethane material orientation on the crystalline phase by melt crystallization inside and shrink into a coil material state, shorten the length of rubber elastic body under pressure; when the temperature is below the melting temperature of polyurethane material at Zhang Yingli, the role of soft segment molecular chain polyurethane melt phase phase provided by rubber elastomer compression in the system once again shows the material oriented crystallization, increase the length of the process; with the change of temperature with the characteristics of repeated reversible.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及智能聚合物材料领域,更具体地,涉及一种具有双程形状记忆效应的高分子材料及其制备方法
技术介绍
自从上世纪八十年代发现了形状记忆聚合物,引起了国内外的广泛关注。在过去的几十年内,对聚合物的形状记忆效应的研究发展迅速。形状记忆聚合物是一种刺激响应型聚合物,它能在外界的刺激下产生可恢复的形变。与形状记忆合金的马氏体相变原理不同,形状记忆聚合物具有两相结构,利用交联固定起始态的形状,通过转变温度固定变形态的形状。在转变温度之下,形状记忆聚合物表现为刚性;当温度升高到转化温度以上时,则表现为弹性材料,此时通过对材料施加外力能得到变形态。将维持在变形态的材料冷却后撤去外力,材料并不能回复到起始态形状。再一次加热到转变温度之上时,材料将自动回复到起始态形状。形状记忆聚合物不仅可被热激发,同时也可以通过磁场、电、光、水汽和某些特定的化学刺激(例如:pH值)等激发。形状记忆聚合物较形状记忆合金和形状记忆陶瓷具有很多优势,比如很高的形状恢复能力(最大可达400%的形变回复),低密度、易加工、成本低等。聚合物的形状记忆效应大致可分为两类:单程形状记忆效应和双程形状记忆效应。单程形状记忆效应是指材料受到外界刺激后能够回复其原始形状的能力,不具备可逆性。双程形状记忆效应是指聚合物的形状能够在原始状态和变形态之间发生多次往复转变的能力。目前,具有双程形状记忆功能的聚合物包括:1.交联的液晶高分子聚合物;2.在应>力作用下的半结晶性聚合物;3.多层不同聚合物贴合后形成的层状材料。
技术实现思路
本专利技术针对现有具有双程形状记忆效应的聚合物的不足,提供了一种具有双程形状记忆效应的高分子材料及其制备方法。本专利技术通过以下的技术方案实现上述目的:本专利技术提供了一种具有双程形状记忆效应的高分子材料,由以下按重量份数计的原料组成:所述的结晶性聚酯二醇单体或结晶性聚醚二醇单体的数均分子量为1000~10000。优选地,所述的结晶性聚酯二醇单体或结晶性聚醚二醇单体为如下结构式化合物中的一种或几种:优选地,所述的二异氰酸酯单体为如下结构式化合物中的一种或几种:优选地,所述橡胶弹性体为苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物、天然橡胶、顺丁橡胶、丁苯橡胶、丁腈橡胶、氯丁橡胶中的一种或几种的混合物。优选地,所述的小分子扩链剂单体为1,3-丁二醇、1,4-丁二醇、1,6-己二醇、1,2-丙二醇、二乙二醇醚、新戊二醇、1,2-庚二醇、1,7-庚二醇、1,2-辛二醇、1,8-辛二醇、1,2-壬二醇、1,9-壬二醇、1,10-癸二醇、1,2-环己二醇、雌二醇、一缩二丙二醇、十二醇、1,2-十四碳二醇、2,8-喹啉二醇、1,2-十六烷二醇、1,4-环己二醇、2,3-樟脑二醇、1,12-十二烷二醇、三乙二醇、2-乙基-1,2-己二醇、1-苯基-1,2-乙二醇、3-甲基-1,3-丁二醇、1,4-丁炔二醇、3-氯-1,2-丙二醇、骨化二醇、2,5-二溴-1,4-苯二醇、2-乙基-1,3-己二醇、2-丁基-1,3-丙二醇、1,4-二溴-2,3-丁二醇、2,3-二溴-1,4-丁二醇、2-甲基-2,4-戊二醇、2,5-二甲基-3-己炔-2,5-二醇、2,5-二甲基-2,5-己二醇,2,2,4-三甲基-1,3-戊二醇、2,3-蒎烷二醇、2-氨基-1-苯基-1,3-丙二醇、2-甲基-1,3-丙二醇、2-甲基-2-丙基-1,3-丙二醇、1-苯基-1,2-乙二醇、2,3-二羟基吡啶、1,4-双(二苯基膦基)-2,3-O-异亚丙基-2,3-丁二醇、十二甘醇、2,5-二羟基-1,4-二噻烷、N-苯基二乙醇胺、1H,2H,10H,10H-全氟-1,10-癸二醇、2-对甲苯磺酸-1-苯基-1,2-乙二醇、3-叔丁基氨基-1,2-丙二醇、临氯苯基乙二醇、3,6-二硫杂-1,8-辛二醇、3,7-二硫杂-1,9-壬二醇,1,3-金刚烷二醇、3-苄氧基-1,2-丙二醇、1,1-二苯基-1,2-丙二醇、三缩四乙二醇、丙二酸、癸二酸、己二酸、戊二酸、α-酮戊二酸、顺丁烯二酸、十四烷二酸、十一烷二酸、十五烷二酸、丁二酸、十二烷二酸、辛二酸、山俞酸、反丁烯二酸、戊二酸、庚二酸、丁二酸、3-(4-氯苯基)戊二酸、2,3-二溴丁二酸、2,2-二甲基丙二酸、顺式-已二烯二酸、反式-1,2-环丁二酸、苯基丁二酸、3-噻吩丙二酸、癸二酸、3-苯基戊二酸、苯丙二酸、壬二酸、丁炔二酸、2-氨基己二酸、金刚烷丙二酸、溴代丁二酸、2-甲基戊二酸、5-甲基间苯二酸、苯基丁二酸、3,3-二甲基戊二酸、2-氨基辛二酸、2,2-二甲基戊二酸、3,6,9-三噁十一烷二酸、2,3-二巯基丁二酸、1,2-环己烷二甲酸、1,3-丙酮二羧酸、2,6-吡啶二羧酸、2,2'-联苯二羧酸、4,4'-二苯乙烯二羧酸、DL-2-氨基己二酸、乙二胺、草酰二胺、对苯二胺、1,6-己二胺、间苯二胺、二氰二胺、4-溴-1,2-苯二胺、N-Boc-间苯二胺、N-苄基乙二胺、萘乙二胺、4-硝基邻苯二胺、1,2-二苯基乙二胺、(1,1'-联萘)-2,2'-二胺、N-Boc-乙二胺、4-氯邻苯二胺、N-Boc-对苯二胺、N,N-二乙基乙二胺、4,5-二氯邻苯二胺、N,N′-二苯基乙二胺、1,8-辛二胺、4-氟-1,2-苯二胺、N-(2-羟乙基)乙二胺、间苯二胺、N-苯基对苯二胺、1,2-丙二胺、1,3-丙二胺、1,2-环己二胺、1,4-丁二胺、N,N-二甲基乙二胺、1,10-二氨基癸烷、N,N-二异丙基乙二胺、2-氯-5-甲基-1,4-苯二胺、N,N-二甲基对苯二胺、N-苯基邻苯二胺、N-(叔丁氧羰基)-1,4-丁二胺、N,N'-双(3-氨丙基)乙二胺、N,N′-双(2-羟乙基)乙二胺、N,N'-二苯基对苯二胺、1,2-环己二胺、4,5-二氟-1,2-苯二胺、N,N,N`-三苯基联苯二胺、2-(三氟甲基)-1,4-亚苯基二胺、N,N'-双(亚水杨基)-1,4-丁烷二胺、2-硝基-1,4-苯二胺、N,N′-二(2-氨乙基)-1,3-丙二胺、2,5-二氯-1,4-苯二胺、N,N,N',N'-四甲基-1,3-丙二胺、二(4-甲氧基苯)-1,2-乙二胺、9,10-二氢-9,10-乙撑蒽-11,12-二胺、四(4-甲氧基苯基)-[1,1'-联苯]-4,4'-二胺、二甲基-1,2-二苯基-1,2-乙二胺、N,N,N,N-四甲基-1,6-己二胺、N,N'-二甲基环己烷-1,2-二胺、1,2-二苯基-1,2-乙二胺、1,2-环己二胺、N,N-二乙基-1,3-丙二胺、3,6,9-三氧杂十一烷-1,11-二胺、N,N′-二甲基-1,3-丙二胺本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种具有双程形状记忆效应的高分子材料,其特征在于,由以下按重量份数计的原料反应获得:所述的结晶性聚酯二醇单体或结晶性聚醚二醇单体的数均分子量为1000~10000。

【技术特征摘要】
1.一种具有双程形状记忆效应的高分子材料,其特征在于,由以下按重量份数计的原
料反应获得:
所述的结晶性聚酯二醇单体或结晶性聚醚二醇单体的数均分子量为1000~10000。
2.根据权利要求1所述的具有双程形状记忆效应的高分子材料,其特征在于,所述的结
晶性聚酯二醇单体或结晶性聚醚二醇单体为如下结构式化合物中的一种或几种:
3.根据权利要求1所述的具有双程形状记忆效应的高分子材料,其特征在于,所述的二
异氰酸酯单体为如下结构式化合物中的一种或几种:
4.根据权利要求1所述的具有双程形状记忆效应的高分子材料,其特征在于,所述的小
分子扩链剂单体为1,3-丁二醇、1,4-丁二醇、1,6-己二醇、1,2-丙二醇、二乙二醇醚、新戊二
醇、1,2-庚二醇、1,7-庚二醇、1,2-辛二醇、1,8-辛二醇、1,2-壬二醇、1,9-壬二醇、1,10-癸
二醇、1,2-环己二醇、雌二醇、一缩二丙二醇、十二醇、1,2-十四碳二醇、2,8-喹啉二醇、1,2-
十六烷二醇、1,4-环己二醇、2,3-樟脑二醇、1,12-十二烷二醇、三乙二醇、2-乙基-1,2-己二
醇、1-苯基-1,2-乙二醇、3-甲基-1,3-丁二醇、1,4-丁炔二醇、3-氯-1,2-丙二醇、骨化二醇、
2,5-二溴-1,4-苯二醇、2-乙基-1,3-己二醇、2-丁基-1,3-丙二醇、1,4-二溴-2,3-丁二醇、
2,3-二溴-1,4-丁二醇、2-甲基-2,4-戊二醇、2,5-二甲基-3-己炔-2,5-二醇、2,5-二甲基-
2,5-己二醇,2,2,4-三甲基-1,3-戊二醇、2,3-蒎烷二醇、2-氨基-1-苯基-1,3-丙二醇、2-甲
基-1,3-丙二醇、2-甲基-2-丙基-1,3-丙二醇、1-苯基-1,2-乙二醇、2,3-二羟基吡啶、1,4-
双(二苯基膦基)-2,3-O-异亚丙基-2,3-丁二醇、十二甘醇、2,5-二羟基-1,4-二噻烷、N-苯
基二乙醇胺、1H,2H,10H,10H-全氟-1,10-癸二醇、2-对甲苯磺酸-1-苯基-1,2-乙二醇、3-叔
丁基氨基-1,2-丙二醇、临氯苯基乙二醇、3,6-二硫杂-1,8-辛二醇、3,7-二硫杂-1,9-壬二
醇,1,3-金刚烷二醇、3-苄氧基-1,2-丙二醇、1,1-二苯基-1,2-丙二醇、三缩四乙二醇、丙二
酸、癸二酸、己二酸、戊二酸、α-酮戊二酸、顺丁烯二酸、十四烷二酸、十一烷二酸、十五烷二
酸、丁二酸、十二烷二酸、辛二酸、山俞酸、反丁烯二酸、戊二酸、庚二酸、丁二酸、3-(4-氯苯
基)戊二酸、2,3-二溴丁二酸、2,2-二甲基丙二酸、顺式-已二烯二酸、反式-1,2-环丁二酸、
苯基丁二酸、3-噻吩丙二酸、癸二酸、3-苯基戊二酸、苯丙二酸、壬二酸、丁炔二酸、2-氨基己
二酸、金刚烷丙二酸、溴代丁二酸、2-甲基戊二酸、5-甲基间苯二酸、苯基丁二酸、3,3-二甲
基戊二酸、2-氨基辛二酸、2,2-二甲基戊二酸、3,6,9-三噁十一烷二酸、2,3-二巯基丁二酸、
1,2-环己烷二甲酸、1,3-丙酮二羧酸、2,6-吡啶二羧酸、2,2'-联苯二羧酸、4,4'-二苯乙烯
二羧酸、DL-2-氨基己二酸、乙二胺、草酰二胺、对苯二胺、1,6-己二胺、间苯二胺、二氰二胺、
4-溴-1,2-苯二胺、N-Boc-间苯二胺、N-苄基乙二胺、萘乙二胺、4-硝基邻苯二胺、1,2-二苯
基乙二胺、(1,1'-联萘)-2,2'-二胺、N-Boc-乙二胺、4-氯邻苯二胺、N-Boc-对苯二胺、N,N-
二乙基乙二胺、4,5-二氯邻苯二胺、N,N′-二苯基乙二胺、1,8-辛二胺、4-氟-1,2-苯二胺、N-
(2-羟乙基)乙二胺、间苯二胺、N-苯基对苯二胺、1,2-丙二胺、1,3-丙二胺、1,2-环己二胺、
1,4-丁二胺、N,N-二甲基乙二胺、1,10-二氨基癸烷、N,N-二异丙基乙二胺、2-氯-5-甲基-1,
4-苯二胺、N,N-二甲基对苯二胺、N-苯基邻苯二胺、N-(叔丁氧羰基)-1,4-丁二胺、N,N'-双
(3-氨丙基)乙二胺、N,N′-双(2-羟乙基)乙二胺、N,N'-二苯基对苯二胺、1,2-环己二胺、4,
5-二氟-1,2-苯二胺、N,N,N`-三苯基联苯二胺、2-(三氟甲基)-1,4-亚苯基二胺、N,N'-双
(亚水杨基)-1,4-丁烷二胺、2-硝基-1,4-苯二胺、N,N′-二(2-氨乙基)-1,3-丙二胺、2,5-二
氯-1,4-苯二胺、N,N,N',N'-四甲基-1,3-丙二胺、二(4-甲氧基苯)-1,2-乙二胺、9,10-二
氢-9,10-乙撑蒽-11,12-二胺、四(4-甲氧基苯基)-[1,1'-联苯]-4,4'-二胺、二甲基-1,2-
二苯基-1,2-乙二胺、N,N,N,N-四甲基-1,6-己二胺、N,N'-二甲基环己烷-1,2-二胺、1,2-二
苯基-1,2-乙二胺、1,2-环己二胺、N,N-二乙基-1,3-丙二胺、3,6,9-三氧杂十一烷-1,11-二
胺、N,N′-二甲基-1,3-丙二胺、4-(羟乙氧基)-1,3-苯二胺盐酸盐、N-甲基-1,2-苯二胺、三
甲基己二胺、异佛尔酮二胺、2,7-二氨基芴、1,8-二氨基萘、1,12-二氨基十二烷、2,6-二氨
基蒽醌、9,10-二氨基菲、2,4-二氨基苯甲醚、1,4-二...

【专利技术属性】
技术研发人员:范龙飞章明秋容敏智陈旭东
申请(专利权)人:中山大学
类型:发明
国别省市:广东;44

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