柔性有机溶剂驱动双向响应型g-PLA/PPC/PVA“三明治”膜的制备方法及用途技术

本发明专利技术公开了一种柔性有机溶剂驱动双向响应型g

【技术实现步骤摘要】
柔性有机溶剂驱动双向响应型g
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PLA/PPC/PVA“三明治”膜的制备方法及用途


[0001]本专利技术涉及一种高强度柔性有机溶剂驱动双向响应型g
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PLA/PPC/PVA“三明治”膜的制备方法及其用途，属于高分子材料


技术介绍

[0002]随着社会在健康、安全、经济和操作技术等领域的快速发展，越来越需要研究出能够实现智能自动化的新型材料。而智能材料在光、湿度、pH、磁场、有机溶剂、电场等条件下，可以将化学能转化为机械能，即材料在宏观上展现出形变，这使其在人工肌肉、软机器人、传感器和智能电子设备等领域具有潜在应用。
[0003]近来年，高分子聚合物材料实现形变驱动响应一直是人们研究的热点，但是，如何精确控制聚合物材料的多向形变，仍然是一个相当大的挑战。同时由于不可降解材料在使用后丢弃容易造成环境污染问题，研究可生物降解的智能驱动响应材料具有重要的意义。

技术实现思路

[0004]本专利技术提供了一种高强度柔性有机溶剂驱动双向响应型g
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PLA/PPC/PVA“三明治”膜的制备方法及其用途，制得的薄膜具有有机溶剂双向响应特性和生物可降解性，且膜层之间结合紧密，可用于智能保护材料或软体抓手机器人等；制备工艺简单。
[0005]为解决上述技术问题，本专利技术所采用的技术方案如下：
[0006]一种柔性有机溶剂驱动双向响应型g
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PLA/PPC/PVA“三明治”膜的制备方法，高强度柔性有机溶剂驱动双向响应型g
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PLA/PPC/PVA“三明治”膜为不对称的“三明治”结构，在有机溶剂刺激下发生形状变化；
[0007]高强度柔性有机溶剂驱动双向响应型g
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PLA/PPC/PVA“三明治”膜的制备方法，包括如下步骤：
[0008]1)g
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PLA单层薄膜的制备：将聚乳酸(PLA)、聚碳酸亚丙酯(PPC)、1,4
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二氧六环(Diox)和异辛酸锡，加热搅拌，冷至室温后，倒在自动刮膜机的制膜板上，常温下，匀速运行自动刮膜机制成薄膜，待常温干燥成膜后，即制得g
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PLA单层膜；
[0009]2)g
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PLA/PPC双层膜的制备：在步骤1)制备的g
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PLA单层膜的表面刮第二层聚碳酸亚丙酯膜，将聚碳酸亚丙酯加入1,4
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二氧六环中，加热搅拌至溶解，冷却至室温，倒在g
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PLA单层膜上，常温下，匀速运行自动刮膜机制成薄膜，待常温干燥成膜，即制得g
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PLA/PPC薄膜；
[0010]3)g
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PLA/PPC/PVA“三明治”膜的制备：在步骤2)制备的g
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PLA/PPC薄膜的表面刮第三层聚乙烯醇膜，将聚乙烯醇加入去离子水中，加热搅拌至溶解，冷却至室温，倒在g
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PLA/PPC薄膜的聚碳酸亚丙酯膜(PPC)表面，常温下匀速运行自动刮膜机制成薄膜，待常温干燥成膜，即制得g
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PLA/PPC/PVA薄膜。
[0011]步骤1)
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3)中干燥成膜时，干燥至恒重即可。
[0012]步骤2)中，新物料可到在g
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PLA单层膜的任何一面；步骤3)中，物料新物料需要倒在g
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PLA/PPC薄膜聚碳酸亚丙酯膜(PPC)表面，进而形成膜顺序依次为g
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PLA、PPC和PVA的三层一体膜。
[0013]本申请中，聚乳酸(PLA)具有优异的生物降解性，但自身易脆，严重的限制了其材料应用的发展。PPC材料有优越的拉伸性，以PPC改性PLA制得g
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PLA单层膜，并通过调整PLA、PPC和PVA的含量实现了可控的双向形变驱动响应，有效改善了g
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PLA/PPC/PVA薄膜的力学性能，同时解决了多层膜界面由于相互作用力弱而导致的在膨胀过程中容易发生脱落的问题。
[0014]本申请所用到的聚乳酸(PLA)、聚碳酸亚丙酯(PPC)和聚乙烯醇(PVA)为生物可降解型材料，不但来源广泛，而且在一定的条件下可以分解成对环境无害的二氧化碳和水，本申请由聚乳酸(PLA)、聚碳酸亚丙酯(PPC)和聚乙烯醇(PVA)所筑出的“三明治”结构的薄膜也具有生物降解性。
[0015]为了提升改性效果，上述步骤1)中，聚乳酸的添加量为1,4
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二氧六环溶剂的1～10wt％，PLA:PPC的质量比为1:(0.9～1.1)，异辛酸锡的质量用量为聚乳酸和聚碳酸亚丙酯质量和的0.6～1.2％。
[0016]为了兼顾材料的响应特性和粘结稳定性，步骤2)中，PPC的添加量为1,4
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二氧六环溶剂的0.5～10wt％。
[0017]为了兼顾材料的响应特性和机械性能，步骤3)中，PVA的添加量为去离子水的1～12wt％。
[0018]为了提高混合的充分性，步骤1)中，搅拌溶解的温度为70～90℃，搅拌时间为1～12h。步骤2)中，搅拌溶解的温度为60～80℃，搅拌时间为1～8h。步骤3)中，搅拌溶解的温度为60～80℃，搅拌时间为3～10h。
[0019]上述步骤3)所制得的g
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PLA/PPC薄膜发生如下响应：
[0020]A、在有机溶剂的刺激下发生正向卷曲、并在5～20s达到稳定状态，离开有机溶剂5s内恢复到初始状态，然后向反向继续发生卷曲、并在5～20s达到稳定状态；
[0021]B、当再次用有机溶剂刺激，5s内恢复到初始状态，并发生正向卷曲、且在5～20s达到稳定状态，离开有机溶剂5s内恢复到初始状态，然后向反向继续发生卷曲、并在5～20s达到稳定状态；
[0022]C、步骤B可循环进行；
[0023]各步骤中，有机溶剂为乙酸乙酯、乙醇(ETOH)、二氯甲烷(DCM)、1，4
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二氧六环(Diox)、氯仿(CCl)、四氢呋喃(THF)或N，
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N二甲基甲酰胺(DMF)。
[0024]本专利技术为了构筑出具有有机溶剂响应形变的柔性材料，选用g
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PLA、PPC和PVA、通过特定的方法，制备出具有不对称结构的“三明治”薄膜，使其在有机溶剂条件下形成不均匀溶胀，实现了与众不同的双向形变驱动响应。造成g
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PLA/PPC/PVA薄膜形成双向形变响应归因于其特定的制备工艺和不对称的结构，得到的每层薄膜材料对有机溶剂的吸附溶胀程度和脱附解吸速率不同、且可精确控制，使其能在有机溶剂条件下实现双向形变驱动响应，进而使其能恰到好处地用于智能保护材料或软体抓手机器人。
[0025]为了防止薄膜材料在膨胀过程中发生脱落现象，本专利技术设计出具有“三明治”结构的g
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PLA/PPC/PVA膜，其中PPC中间层除了作本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种柔性有机溶剂驱动双向响应型g
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PLA/PPC/PVA“三明治”膜的制备方法，其特征在于：柔性有机溶剂驱动双向响应型g
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PLA/PPC/PVA“三明治”膜为不对称的“三明治”结构，在有机溶剂刺激下发生形状变化；柔性有机溶剂驱动双向响应型g
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PLA/PPC/PVA“三明治”膜的制备方法，包括如下步骤：1)g
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PLA单层薄膜的制备：将聚乳酸、聚碳酸亚丙酯、1,4
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二氧六环和异辛酸锡，加热搅拌，冷至室温后，倒在自动刮膜机的制膜板上，常温下匀速运行自动刮膜机制成薄膜，待常温干燥成膜后，即制得g
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PLA单层膜；2)g
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PLA/PPC双层膜的制备：在步骤1)制备的g
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PLA单层膜的表面刮第二层聚碳酸亚丙酯膜，将聚碳酸亚丙酯加入1,4
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二氧六环中，加热搅拌至溶解，冷却至室温，倒在g
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PLA单层膜上，常温下匀速运行自动刮膜机制成薄膜，待常温干燥成膜，即制得g
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PLA/PPC薄膜；3)g
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PLA/PPC/PVA“三明治”膜的制备：在步骤2)制备的g
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PLA/PPC薄膜的表面刮第三层聚乙烯醇膜，将聚乙烯醇加入去离子水中，加热搅拌至溶解，冷却至室温，倒在g
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PLA/PPC薄膜的聚碳酸亚丙酯膜表面，常温下匀速运行自动刮膜机制成薄膜，待常温干燥成膜，即制得g
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PLA/PPC/PVA薄膜。2.根据权利要求1所述的柔性有机溶剂驱动双向响应型g
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PLA/PPC/PVA“三明治”膜的制备方法，其特征在于：步骤1)中，聚乳酸的添加量为1,4
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二氧六环溶剂的1～10wt％，聚乳酸：聚碳酸亚丙酯的质量比为1:(0.9～1.1)，异辛酸锡的质量用量为聚乳酸质量的1～2.5％。3.根据权利要求1或2所述的柔性有机溶剂驱动双向响应型g
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PLA/PPC/PVA“三明治”膜的制备方法，其特征在于：步骤1)中，搅拌溶解的温度为70～90℃，搅拌时间为1～12h。4.根据权利要求1或2所述的柔性有机溶剂驱动双向响应型g
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PLA/PPC/PVA“三明治”膜的制备方法，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙天一，张妍，史载锋，张大帅，石建军，张小朋，朱林华，王向辉，
申请(专利权)人：海南师范大学，
类型：发明
国别省市：