【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于高分子材料领域以及形状记忆聚合物领域，具体涉及一种异山梨醇基聚酯双向形状记忆材料及其制备方法与应用。
技术介绍
1、形状记忆是一类智能材料在感知外界刺激(例如热、电、ph值、离子强度、光和磁场)后能够从变形状态恢复到初始状态的一种独特特性。热致形状记忆聚合物由温度控制且设计简单，是研究和开发的热点方向。聚合物在特定转变温度下(如玻璃化转变温度tg、熔点tm)进行赋形后转变为一个临时形状，当温度再次升高至转变温度时，热致形状记忆聚合物由临时形状转变为初始形状。一般来说，形状记忆聚合物中存在两个相对独立的相，固定相和可逆相，固定相可以固定形状记忆聚合物的初始形状，一般为化学交联点或者物理交联点。可逆相为实现形状记忆聚合物形变的可运动的分子链段，温度变化时可以发生玻璃化转变或者熔融转变。形状记忆聚合物及其复合材料在航空航天、智能电子、生物医药等领域具有巨大的应用潜力。但是目前绝大多数的报道都是针对单向形状记忆材料的。单向形状记忆聚合物只能向单一形状方向变化，该过程不可逆，只能刺激变形一次，要让其再次随温度升高而变形需要对其再次赋形。
2、因此，提供一种双向形状记忆材料是当务之急。
技术实现思路
1、本专利技术旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本专利技术提出一种异山梨醇基聚酯双向形状记忆材料，调控温度可以使其在不同形状之间可逆变化，作为一种脂肪族聚酯材料，它具有一定的生物可降解性能，扩大了生物可降解双向形状记忆聚合物领域的材料种类。
2、
3、所述形状记忆层的组分包括半结晶性的异山梨醇基聚酯；
4、所述应力存储层的组分包括弹性异山梨醇基聚酯。
5、根据本专利技术的第二方面实施例，提出了一种异山梨醇基聚酯双向形状记忆材料的制备方法，包括以下步骤：在预拉伸的半结晶性的异山梨醇基聚酯上涂覆弹性异山梨醇基聚酯的预聚物后固化。
6、根据本专利技术的一些实施例，所述异山梨醇基聚酯双向形状记忆材料的制备方法，包括在预拉伸的半结晶性异山梨醇基聚酯上涂覆一层弹性异山梨醇基聚酯的预聚物和光引发剂的混合物并紫外交联固化，得到双层结构的异山梨醇基聚酯双向形状记忆材料。
7、根据本专利技术的一些实施例，所述紫外光的辐照强度为1～500mw/cm2,紫外光辐照时间为10s～2h。
8、根据本专利技术的一些实施例，所述预聚物和光引发剂混合物是将弹性异山梨醇基聚酯与光引发剂通过溶液共混的方式混合并除去溶剂后得到的。
9、根据本专利技术的一些实施例，所述预拉伸的步骤中，所述半结晶性的异山梨醇基聚酯预拉伸的伸长率为5％～200％。
10、本专利技术中的异山梨醇基聚酯双向形状记忆材料，将半结晶性的异山梨醇基聚酯在高于熔点的温度下预拉伸，再降温固定该形变。将弹性异山梨醇基聚酯的预聚物与光引发剂通过溶液共混的方式得到该预聚物/光引发剂混合物。在预拉伸的半结晶性的异山梨醇基聚酯上浇筑一层弹性异山梨醇基聚酯的预聚物与光引发剂混合物并紫外交联固化，得到层叠复合结构的异山梨醇基聚酯双向形状记忆材料。
11、根据本专利技术的一些实施例，所述半结晶性的异山梨醇基聚酯的制备原料包括光引发剂和半结晶性的异山梨醇基聚酯的预聚物。
12、根据本专利技术的一些实施例，所述光引发剂包括4-甲基二苯甲酮、1-羟基环己基苯基甲酮、2-羟基-4’-(2-羟乙氧基)-2-甲基苯丙酮和2-羟基-2-甲基苯丙酮中的至少一种。
13、根据本专利技术的一些实施例，所述半结晶性的异山梨醇基聚酯的预聚物的制备原料包括：半结晶性的异山梨醇基聚酯的合成单体、催化剂和阻聚剂。
14、根据本专利技术的一些实施例，所述阻聚剂包括对苯二酚、2-叔丁基对苯二酚、对苯醌和甲基氢醌中的至少一种。
15、根据本专利技术的一些实施例，所述半结晶性的异山梨醇基聚酯的合成单体包括不饱和二元酸类化合物、饱和二元酸、异山梨醇和二元醇。
16、根据本专利技术的一些实施例，所述不饱和二元酸类化合物包括不饱和二元酸和不饱和二元酸酐。
17、根据本专利技术的一些实施例，所述不饱和二元酸包括马来酸、衣康酸和戊烯二酸中的至少一种。
18、根据本专利技术的一些实施例，所述不饱和二元酸酐包括马来酸酐和衣康酸酐中的至少一种。
19、根据本专利技术的一些实施例，所述饱和二元酸包括己二酸、辛二酸、癸二酸和十二烷二酸中的至少一种。
20、根据本专利技术的一些实施例，所述二元醇包括乙二醇、1,2-丙二醇、1,3-丙二醇、1,4-丁二醇、1,6-己二醇、1,8-辛二醇和1,10-癸二醇中的至少一种。
21、根据本专利技术的一些实施例，所述催化剂包括氯化亚锡、辛酸亚锡、钛酸四丁酯、对甲苯磺酸和浓硫酸中的至少一种。
22、根据本专利技术的一些实施例，所述半结晶性的异山梨醇基聚酯的制备方法包括将所述半结晶性的异山梨醇基聚酯的预聚物与光引发剂混合分散、除杂、交联反应。
23、根据本专利技术的一些实施例，所述半结晶性的异山梨醇基聚酯的制备方法包括将所述半结晶性的异山梨醇基聚酯的预聚物与光引发剂通过溶液共混的方式混合得到混合物，在30～100℃温度以及1～300mbar的真空度下除去溶剂后，将混合物转移至紫外光下辐照交联，获得半结晶性生物可降解异山梨醇基聚酯。
24、根据本专利技术的一些实施例，所述光引发剂在混合物中的质量分数为0.01％～10％。
25、根据本专利技术的一些实施例，所述溶剂为二氯甲烷、三氯甲烷、四氢呋喃、n,n-二甲基甲酰胺、二甲基亚砜和n,n-二甲基乙酰胺中的至少一种。
26、根据本专利技术的一些实施例，所述紫外光的辐照强度为1～500mw/cm2,紫外光辐照时间为10s～2h。
27、根据本专利技术的一些实施例，所述半结晶性的异山梨醇基聚酯的预聚物的制备方法包括将所述半结晶性的异山梨醇基聚酯的合成单体、催化剂和阻聚剂混合反应。
28、根据本专利技术的一些实施例，所述半结晶性的异山梨醇基聚酯的合成单体中，所述不饱和二元酸类化合物、所述饱和二元酸、所述异山梨醇和所述二元醇的摩尔比为m:(10-m):n:(10-n)，0<m≤5，0<n≤5。
29、根据本专利技术的一些实施例，所述半结晶性的异山梨醇基聚酯的预聚物的制备方法包括将不饱和二元酸类化合物、饱和二元酸、异山梨醇、二元醇、催化剂和阻聚剂混合后酯化、缩聚。
30、根据本专利技术的一些实施例，所述半结晶性的异山梨醇基聚酯的预聚物的制备方法包括将不饱和二元酸类化合物、饱和二元酸、异山梨醇、二元醇、0.01％～3％质量分数的催化剂和0.005％～2％质量分数的阻聚剂混合后酯化、缩聚。
31、根据本专利技术的一些实施例，所述酯化反应的条件为：在100～250℃的温度范围以及氮气氛围本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种异山梨醇基聚酯双向形状记忆材料，其特征在于，所述异山梨醇基聚酯双向形状记忆材料包括叠加设置的形状记忆层和应力存储层；
2.一种如权利要求1所述的异山梨醇基聚酯双向形状记忆材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：在预拉伸的半结晶性的异山梨醇基聚酯上涂覆后固化。
3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述预拉伸的步骤中，所述半结晶性的异山梨醇基聚酯预拉伸的伸长率为5％～200％。
4.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述半结晶性的异山梨醇基聚酯的制备原料包括光引发剂和半结晶性的异山梨醇基聚酯的预聚物。
5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述光引发剂包括4-甲基二苯甲酮、1-羟基环己基苯基甲酮、2-羟基-4’-(2-羟乙氧基)-2-甲基苯丙酮和2-羟基-2-甲基苯丙酮中的至少一种；优选地，所述半结晶性的异山梨醇基聚酯的预聚物的制备原料包括：半结晶性的异山梨醇基聚酯的合成单体、催化剂和阻聚剂；优选地，所述半结晶性的异山梨醇基聚酯的合成单体包括不饱和二元酸类化合物、饱和二元酸、异山梨醇和二元醇；优选地，
6.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述半结晶性的异山梨醇基聚酯的制备方法包括将所述半结晶性的异山梨醇基聚酯的预聚物与光引发剂混合分散、除杂、交联反应；
7.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述弹性异山梨醇基聚酯的制备原料包括光引发剂和弹性异山梨醇基聚酯的预聚物。
8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，所述光引发剂包括4-甲基二苯甲酮、1-羟基环己基苯基甲酮、2-羟基-4’-(2-羟乙氧基)-2-甲基苯丙酮和2-羟基-2-甲基苯丙酮中的至少一种；优选地，所述弹性异山梨醇基聚酯的预聚物的制备原料包括：弹性异山梨醇基聚酯的合成单体、催化剂和阻聚剂；优选地，所述弹性异山梨醇基聚酯的聚酯单体包括不饱和二元酸类化合物、饱和二元酸、异山梨醇和二元醇；优选地，所述催化剂包括氯化亚锡、辛酸亚锡、钛酸四丁酯、对甲苯磺酸和浓硫酸中的至少一种；优选地，所述阻聚剂包括对苯二酚、2-叔丁基对苯二酚、对苯醌和甲基氢醌中的至少一种。
9.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，所述弹性异山梨醇基聚酯的预聚物的制备方法包括将所述弹性异山梨醇基聚酯的预聚物的合成单体、催化剂和阻聚剂混合反应；优选地，所述弹性异山梨醇基聚酯的预聚物的聚酯单体中，所述不饱和二元酸类化合物、所述饱和二元酸、所述异山梨醇和所述二元醇的摩尔比为m:(10-m):n:(10-n)，0<m≤5，2<n≤10。
10.一种如权利要求2～9任一项制备方法制备得到的异山梨醇基聚酯双向形状记忆材料在智能材料领域的应用。
...【技术特征摘要】
1.一种异山梨醇基聚酯双向形状记忆材料，其特征在于，所述异山梨醇基聚酯双向形状记忆材料包括叠加设置的形状记忆层和应力存储层；
2.一种如权利要求1所述的异山梨醇基聚酯双向形状记忆材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：在预拉伸的半结晶性的异山梨醇基聚酯上涂覆后固化。
3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述预拉伸的步骤中，所述半结晶性的异山梨醇基聚酯预拉伸的伸长率为5％～200％。
4.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述半结晶性的异山梨醇基聚酯的制备原料包括光引发剂和半结晶性的异山梨醇基聚酯的预聚物。
5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述光引发剂包括4-甲基二苯甲酮、1-羟基环己基苯基甲酮、2-羟基-4’-(2-羟乙氧基)-2-甲基苯丙酮和2-羟基-2-甲基苯丙酮中的至少一种；优选地，所述半结晶性的异山梨醇基聚酯的预聚物的制备原料包括：半结晶性的异山梨醇基聚酯的合成单体、催化剂和阻聚剂；优选地，所述半结晶性的异山梨醇基聚酯的合成单体包括不饱和二元酸类化合物、饱和二元酸、异山梨醇和二元醇；优选地，所述催化剂包括氯化亚锡、辛酸亚锡、钛酸四丁酯、对甲苯磺酸和浓硫酸中的至少一种；优选地，所述阻聚剂包括对苯二酚、2-叔丁基对苯二酚、对苯醌和甲基氢醌中的至少一种。
6.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述半结晶性的异山梨醇基聚酯的制备方法包括将所述...
【专利技术属性】
技术研发人员：唐黎盛，贺晓艳，黄然，金媛媛，
申请(专利权)人：浙江大学台州研究院，
类型：发明
国别省市：
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