一种具有光响应形状记忆和摩擦调控能力的偶氮苯-聚丙烯酸酯材料及其制备方法和应用技术

本发明专利技术提供了一种具有光响应形状记忆和摩擦调控能力的偶氮苯

【技术实现步骤摘要】
一种具有光响应形状记忆和摩擦调控能力的偶氮苯
‑
聚丙烯酸酯材料及其制备方法和应用


[0001]本专利技术涉及高分子聚合物材料
，尤其涉及一种具有光响应形状记忆和摩擦调控能力的偶氮苯
‑
聚丙烯酸酯材料及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]液晶弹性体材料是目前研究最为广泛的一类形状记忆聚合物材料，由于液晶弹性体材料具有可以产生较大的形变、回复应力高、质量轻等优点，被视为最有前景的形状记忆聚合物材料之一。传统的形状记忆聚合物通常采用热刺激来诱导形状记忆行为的发生，因此热响应的形状记忆聚合物材料是当前研究最为广泛的一个领域。然而，热响应形状记忆聚合物材料需要一定的热刺激条件才能触发形状记忆过程，这一过程中存在着热传导滞后、热传导不均等问题，严重影响热致形状记忆聚合物的形状记忆精度和响应速度，制约着这一类材料的应用。与热刺激相比，光刺激具有快速、稳定、精度高等优点，因此开发具有光响应性能的形状记忆聚合物材料具有重要意义。

技术实现思路

[0003]有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种具有光响应形状记忆和摩擦调控能力的偶氮苯
‑
聚丙烯酸酯材料及其制备方法和应用。本专利技术的偶氮苯
‑
聚丙烯酸酯材料具有光响应形状记忆和摩擦调控能力。
[0004]为了实现上述专利技术目的，本专利技术提供以下技术方案：
[0005]本专利技术提供了一种具有光响应形状记忆和摩擦调控能力的偶氮苯
‑
聚丙烯酸酯材料的制备方法，包括以下步骤：
[0006]将1
‑
(4
‑
丁基苯基)
‑2‑
(4
‑
(己
‑5‑
烯
‑1‑
氧基)苯基)偶氮烯、液晶单体、季戊四醇四
‑3‑
巯基丙酸酯、热引发剂和有机溶剂混合进行聚合反应，得到预聚物，所述液晶单体包括2
‑
甲基
‑
1,4
‑
亚苯基双(4
‑
((6
‑
(丙烯酰氧基)己基)氧基)苯甲酸酯)和/或1,4
‑
双
‑
[4
‑
(3
‑
丙烯酰氧基丙氧基)苯甲酰氧基]‑2‑
甲基苯；
[0007]将所述预聚物进行固化，得到所述具有光响应形状记忆和摩擦调控能力的偶氮苯
‑
聚丙烯酸酯材料。
[0008]优选地，所述1
‑
(4
‑
丁基苯基)
‑2‑
(4
‑
(己
‑5‑
烯
‑1‑
氧基)苯基)偶氮烯、液晶单体和季戊四醇四
‑3‑
巯基丙酸酯的质量比为0～25:25～50:50，且所述1
‑
(4
‑
丁基苯基)
‑2‑
(4
‑
(己
‑5‑
烯
‑1‑
氧基)苯基)偶氮烯的用量不为0。
[0009]优选地，所述1
‑
(4
‑
丁基苯基)
‑2‑
(4
‑
(己
‑5‑
烯
‑1‑
氧基)苯基)偶氮烯、液晶单体和季戊四醇四
‑3‑
巯基丙酸酯的质量比为5～20:40～45:50。
[0010]优选地，所述热引发剂包括偶氮二异丁腈。
[0011]优选地，所述有机溶剂包括二氯甲烷、三氯甲烷和N,N
‑
二甲基甲酰胺中的一种或多种。
[0012]优选地，所述聚合反应的温度为60～150℃，时间为6～10h。
[0013]优选地，所述固化包括依次进行的第一固化和第二固化，所述第一固化的温度为60～90℃，保温时间为2～4h，所述第二固化的温度为120～150℃，保温时间为4～8h。
[0014]优选地，由所述第一固化的温度升温至所述第二固化的温度的升温速率为10～20℃/min。
[0015]本专利技术还提供了上述技术方案所述制备方法制得的具有光响应形状记忆和摩擦调控能力的偶氮苯
‑
聚丙烯酸酯材料。
[0016]本专利技术还提供了上述技术方案所述的具有光响应形状记忆和摩擦调控能力的偶氮苯
‑
聚丙烯酸酯材料作为形状记忆聚合物和摩擦材料的应用。
[0017]本专利技术提供了一种具有光响应形状记忆和摩擦调控能力的偶氮苯
‑
聚丙烯酸酯材料的制备方法，包括以下步骤：将1
‑
(4
‑
丁基苯基)
‑2‑
(4
‑
(己
‑5‑
烯
‑1‑
氧基)苯基)偶氮烯、液晶单体、季戊四醇四
‑3‑
巯基丙酸酯、热引发剂和有机溶剂混合进行聚合反应，得到预聚物，所述液晶单体包括2
‑
甲基
‑
1,4
‑
亚苯基双(4
‑
((6
‑
(丙烯酰氧基)己基)氧基)苯甲酸酯)和/或1,4
‑
双
‑
[4
‑
(3
‑
丙烯酰氧基丙氧基)苯甲酰氧基]‑2‑
甲基苯；将所述预聚物进行固化，得到所述具有光响应形状记忆和摩擦调控能力的偶氮苯
‑
聚丙烯酸酯材料。
[0018]本专利技术通过聚合物的分子链结构设计，通过聚合反应(硫醇
‑
烯点击反应)向液晶弹性体材料中引入了偶氮苯官能团(1
‑
(4
‑
丁基苯基)
‑2‑
(4
‑
(己
‑5‑
烯
‑1‑
氧基)苯基)偶氮烯)，利用偶氮苯在光刺激下的构象转变实现该材料的在形状记忆过程中的临时形状变形与固定和形状回复，实现了光控制的形状记忆性能。并且该材料在光刺激下的形状固定率和形状回复率都接近100％。同时其热致形状记忆性测试也表明，其在热刺激下，形状固定率和形状回复率也高于99％。
[0019]且光致形状记忆性能，在该材料中引入偶氮苯基团还降低了基体液晶弹性体的摩擦系数，而且该材料还表现出光调控摩擦系数的特性。偶氮苯基团引入后，材料的摩擦系数由原来的大约0.09降低到了0.05，对其施加紫外光照或者可见光照，其摩擦系数能够由0.05上升至约0.10，摩擦系数的光调控变化显著。
[0020]本专利技术制得的材料，一方面具有优异力学性能和光致形状记忆性能，另一方面还具有较低的摩擦系数和可实现光调控摩擦系数的特性，该材料在未来具有很好的应用前景。
附图说明
[0021]图1为实施例2制得的偶氮苯
‑
聚丙烯酸酯薄膜材料的光编程形状记忆演示过程本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种具有光响应形状记忆和摩擦调控能力的偶氮苯
‑
聚丙烯酸酯材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：将1
‑
(4
‑
丁基苯基)
‑2‑
(4
‑
(己
‑5‑
烯
‑1‑
氧基)苯基)偶氮烯、液晶单体、季戊四醇四
‑3‑
巯基丙酸酯、热引发剂和有机溶剂混合进行聚合反应，得到预聚物，所述液晶单体包括2
‑
甲基
‑
1,4
‑
亚苯基双(4
‑
((6
‑
(丙烯酰氧基)己基)氧基)苯甲酸酯)和/或1,4
‑
双
‑
[4
‑
(3
‑
丙烯酰氧基丙氧基)苯甲酰氧基]
‑2‑
甲基苯；将所述预聚物进行固化，得到所述具有光响应形状记忆和摩擦调控能力的偶氮苯
‑
聚丙烯酸酯材料。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述1
‑
(4
‑
丁基苯基)
‑2‑
(4
‑
(己
‑5‑
烯
‑1‑
氧基)苯基)偶氮烯、液晶单体和季戊四醇四
‑3‑
巯基丙酸酯的质量比为0～25:25～50:50，且所述1
‑
(4
‑
...

【专利技术属性】
技术研发人员：王齐华，龚俊辉，张耀明，张新瑞，王廷梅，
申请(专利权)人：中国科学院兰州化学物理研究所，
类型：发明
国别省市：