三重形状记忆氰酸酯及其制备方法技术

本发明专利技术提供了一种三重形状记忆氰酸酯及其制备方法，属于形状记忆聚合物合成技术领域。三重形状记忆氰酸酯按重量份包括：30

Triple shape memory cyanate ester and its preparation method

【技术实现步骤摘要】
三重形状记忆氰酸酯及其制备方法


[0001]本专利技术涉及形状记忆聚合物合成
，特别涉及一种三重形状记忆氰酸酯及其制备方法。

技术介绍

[0002]形状记忆聚合物(Shape memory polymers，SMPs)具有形状记忆能力的一类新型智能材料，即，在玻璃转变温度上，赋予其一个临时形状，降温使临时形状固定，当受到外界刺激后，可以恢复到初始形状，从而表现出对初始形状具有记忆功能。与形状记忆合金和形状记忆陶瓷相比，形状记忆聚合物具有密度低、可恢复形变量大、易加工成型、形变温度可调等诸多优点，因而在柔性电子、生物医药、航空航天等领域存在广泛的应用前景。目前开发的形状记忆高分子材料主要为二重形状记忆聚合物，仅具有一个可逆相和玻璃转变温度(Glass transition temperature，T
g
)，在形状记忆过程中只有一个变形阶段和一个回复阶段，面对日趋复杂的智能场景，其应用具有一定的局限性。因此，开发新的记忆存储方式和实现多重形状记忆对满足未来智能领域的复杂需求显得尤为重要。
[0003]多重SMPs如三重SMPs在形变及固定过程，可以从初始形状到临时形状I，再从临时形状I到临时形状II等，要实现这样的形状记忆特性，多重形状记忆聚合物需具有两个甚至更多个玻璃转变温度，继而在形状记忆过程中分别出现多个变形阶段和回复阶段，以进行复杂的形变响应。复杂的形状记忆效应使得多重形状记忆聚合物在许多领域有被应用的可能。目前报道的三重SMPs一般采用两种树脂共混或采用聚合物接枝的方法制备。两种树脂共混制备三重SMPs时，两种树脂需具有良好的相容性，且固化方式单一，一般均为热固化，这极大限制了可选树脂的种类。聚合物接枝制备SMPs时，制备方法比较繁琐复杂且影响因素多，分子结构、分子量、接枝成功率等因素均能影响树脂的三重形状记忆性能，导致树脂的玻璃转变温度范围窄或玻璃转变峰分离不明显，两种临时形状的形状回复互相干扰，不利于后续的应用。

技术实现思路

[0004]针对以上现有技术中的问题，本专利技术提供了一种三重形状记忆氰酸酯及其制备方法。
[0005]为实现上述目的，本专利技术具体通过以下技术方案实现：
[0006]本专利技术提供了一种三重形状记忆氰酸酯，按重量份包括：30
‑
40份氰酸酯预聚体、10
‑
20份环氧树脂、10
‑
20份环氧丙烯酸酯、20
‑
30份丙烯酸酯、2
‑
5份光引发剂；所述氰酸酯预聚体和所述环氧树脂用于在热引发下形成热引发聚合网络，所述环氧丙烯酸酯和所述丙烯酸酯用于在光引发下形成光引发聚合网络。
[0007]进一步地，所述三重形状记忆氰酸酯按重量份包括：32
‑
38份氰酸酯预聚体、12
‑
18份环氧树脂、14
‑
18份环氧丙烯酸酯、24
‑
28份丙烯酸酯、3
‑
5份光引发剂。更进一步地，包括：34
‑
36份氰酸酯预聚体、16
‑
18份环氧树脂、16
‑
18份环氧丙烯酸酯、24
‑
26份丙烯酸酯、4
‑
5份
光引发剂。
[0008]进一步地，所述氰酸酯预聚体的制备方法包括：将氰酸酯单体在110
‑
120℃下溶解，之后不间断加热和搅拌180
‑
220h，冷却至室温，制得所述氰酸酯预聚体。
[0009]进一步地，所述氰酸酯单体为双酚A氰酸酯。
[0010]进一步地，所述环氧树脂选自双酚A环氧树脂、双酚F环氧树脂、三聚氰酸环氧树脂、酚醛环氧树脂和海因环氧树脂中的一种或多种。
[0011]进一步地，所述环氧丙烯酸酯选自双酚A环氧丙烯酸酯、双酚F环氧丙烯酸酯、三聚氰酸环氧丙烯酸酯、酚醛环氧丙烯酸酯和海因环氧丙烯酸酯中的一种或多种。
[0012]进一步地，所述丙烯酸酯选自聚乙二醇二丙烯酸酯、聚丙二醇二丙烯酸酯、新戊二醇二丙烯酸酯、二丙二醇二丙烯酸酯、己二醇二丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯和乙氧基化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯中的一种或多种。
[0013]进一步地，所述光引发剂为2,4,6
‑
三甲基苯甲酰基
‑
二苯基氧化膦。
[0014]进一步地，所述热引发聚合网络的玻璃转变温度为160
‑
235℃，所述光引发聚合网络的玻璃转变温度为80
‑
105℃。
[0015]另外，本专利技术提供了如上所述的三重形状记忆氰酸酯的制备方法，包括以下步骤：
[0016]S1、按重量份计，将氰酸酯预聚体、环氧树脂、环氧丙烯酸酯、丙烯酸酯和光引发剂混合均匀，制得可打印油墨；
[0017]S2、采用光固化打印技术将所述可打印油墨打印成型；
[0018]S3、将打印成型的物体依次进行紫外光照射和加热处理，制得三重形状记忆氰酸酯。
[0019]相对于现有技术，本专利技术具有以下优势：
[0020]1、本专利技术利用氰酸酯预聚体和环氧树脂在热引发下发生聚合反应，生成热引发聚合网络结构，利用环氧丙烯酸酯和丙烯酸酯在光引发下发生聚合反应，生成光引发聚合网络，热引发聚合网络结构和光引发聚合网络相互穿插形成互穿网络，由于热引发聚合网络和光引发聚合网络的可逆相和固定相均不同，树脂的玻璃转变温度范围较广且玻璃转变温度峰距离远，由此使得多次形状回复过程的互相干扰小，进而保证具有优异的三重形状记忆性能，可实现选择性驱动变形和选择性形状回复。此外，通过不同的树脂种类和不同的固化方式构建互穿网络，使聚合物具有更灵活的设计性和更优异的性能。
[0021]2、本专利技术通过热引发聚合网络和光引发聚合网络通过形成互穿网络结构，有利于增强力学性能，三重形状记忆氰酸酯的拉伸强度高达60MPa以上，断裂伸长率超过10％，形状记忆固定率超过96％，形状记忆回复率超过93％。
附图说明
[0022]为了更清楚地说明本专利技术实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0023]图1为本专利技术实施例不同加热时间下的氰酸酯预聚体的形态图；
[0024]图2为本专利技术实施例1的三重形状记忆氰酸酯的动态力学分析曲线图；
[0025]图3为本专利技术实施例1的三重形状记忆氰酸酯的三重形状记忆变形过程表征图；
[0026]图4为本专利技术实施例1的三重形状记忆氰酸酯的三重形状记忆回复过程表征图；
[0027]图5为本专利技术实施例1的三重形状记忆氰酸酯的形状记忆循环测试图；
[0028]图6为本专利技术实施例1的三重形状记忆氰酸酯的力学性能测试图；
[0029]图7为本专利技术实施例2的三重本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种三重形状记忆氰酸酯，其特征在于，按重量份包括：30
‑
40份氰酸酯预聚体、10
‑
20份环氧树脂、10
‑
20份环氧丙烯酸酯、20
‑
30份丙烯酸酯、2
‑
5份光引发剂；所述氰酸酯预聚体和所述环氧树脂用于在热引发下形成热引发聚合网络，所述环氧丙烯酸酯和所述丙烯酸酯用于在光引发下形成光引发聚合网络。2.根据权利要求1所述的三重形状记忆氰酸酯，其特征在于，按重量份包括：32
‑
38份氰酸酯预聚体、12
‑
18份环氧树脂、14
‑
18份环氧丙烯酸酯、24
‑
28份丙烯酸酯、3
‑
5份光引发剂。3.根据权利要求2所述的三重形状记忆氰酸酯，其特征在于，按重量份包括：34
‑
36份氰酸酯预聚体、16
‑
18份环氧树脂、16
‑
18份环氧丙烯酸酯、24
‑
26份丙烯酸酯、4
‑
5份光引发剂。4.根据权利要求1所述的三重形状记忆氰酸酯，其特征在于，所述氰酸酯预聚体的制备方法包括：将氰酸酯单体在110
‑
120℃下溶解，之后不间断加热和搅拌180
‑
220h，冷却至室温，制得所述氰酸酯预聚体...

【专利技术属性】
技术研发人员：冷劲松，王林林，张风华，刘彦菊，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学，
类型：发明
国别省市：