[發明專利]一種松香基形狀記憶聚氨酯的制備方法

有效

• 申請號: 201310025024.8
• 申請日: 2013-01-22
• 公開（公告）號: CN103113551A
• 公開（公告）日: 2013-05-22
• 發明（設計）人: 張立生;熊竹;張傳芝;朱錦
• 申請（專利權）人: 中國科學院寧波材料技術與工程研究所
• 主分類號: C08G18/67
• 分類號: C08G18/67;C08L75/14
• 代理公司: 杭州天勤知識產權代理有限公司 33224
• 代理人: 劉誠午

技術領域

本發明涉及聚氨酯形狀記憶高分子材料領域，具體涉及一種松香基形狀記憶聚氨酯的制備方法。

背景技術

形狀記憶材料是一類刺激響應性智能材料。所謂形狀記憶性，是指材料由初始形狀（起始態）在一定條件下發生形變并固定（變形態）后，在外界刺激（如光、熱、電、磁、酸堿度等）下又可回復到初始形狀的特性。

20世紀60年代，人們最先發現了Ni-Ti合金的形狀記憶功能，隨后形狀記憶材料便引起了世界廣泛關注。20世紀80年代，Ota.SLl等人通過輻射交聯聚乙烯的方法發現所得材料具有非常好的熱回復形狀記憶效應，成為世界上第一例形狀記憶高分子（SMP,Shape?Memory?Polymer）材料（Ota.S.The?heat?shrinkage?properties?of?polyethylene[J].Radiate?Physics?Chemistry,1981,(18):81）。與形狀記憶合金（SMA,Shape?Memory?Alloy）相比，SMP具有變形量大、賦形容易、形狀記憶溫度范圍寬、質輕價廉等優點，可廣泛應用于醫療器械、體育運動、紡織服裝、包裝、軍事及航空航天等領域，因而自上世紀80年代以來，SMP的研究引起了學術界和工業界廣泛興趣。

SMP可以是熱塑性的，也可以是熱固性的。熱塑性形狀記憶高分子具有形變量大、加工方法簡單、可以加工成各種復雜形狀的產品，但是同熱固性的相比，其回彈性能非常差。熱塑性形狀記憶高分子的斷裂伸長率可以達到1000%以上，但是最大回彈形變目前只有400%左右。因此，研究具有高回復性能的熱塑性形狀記憶高分子具有非常重要的意義。

目前高分子材料的合成絕大部分都是采用以石油為原料的化學品合成，如申請號為200710031342.X的中國專利公開的環氧樹脂基形狀記憶高分子、申請號為200610043121.X的中國專利公開的聚氨酯形狀記憶高分子材料、申請號為200810203251.4的中國專利申請公開的甲殼型液晶聚合物類形狀記憶高分子材料等。但是石油等化石資源為不可再生資源，同時使用化石資源造成了溫室效應等環境問題。出于節約資源、保護環境等考慮，使用生物質資源等天然可再生資源為原料來合成生物基高分子材料成為人們的研究熱點。生物基高分子材料具有保護環境和節約資源的雙重功效。美國、日本、歐盟等國先后通過了法案和標準來推動生物基材料的發展。因此以再生生物資源為原料，研究開發高性能材料順應時代發展趨勢，符合國家戰略需求，有重要的應用價值和良好的發展前景。

但是到目前為止，用生物質資源為原料來合成具有高回復性能的熱塑性形狀記憶高分子還未見報道。

發明內容

本發明提供了一種松香基形狀記憶聚氨酯的制備方法，該方法制備簡單，易于實施，可操作性強，易于大規模工業化生產，同時，制備的松香基形狀記憶聚氨酯具有優異的回復性，非常適合作為形狀記憶材料。

一種松香基形狀記憶聚氨酯的制備方法，包括以下步驟：

將多元醇、二異氰酸酯和松香基擴鏈劑在催化劑作用下采用一步法或者兩步法合成得到松香基形狀記憶聚氨酯；

所述的松香擴鏈劑為式Ⅰ結構或式Ⅱ結構的化合物；

其中，R₁選自芳香族鏈段或C₁～C₁₄的脂肪族鏈段；R₂選自芳香族鏈段或C₁～C₁₄的脂肪族鏈段；R₁與R₂相同或不同。進一步優選，R₁選自苯環鏈段或C₁～C₄的脂肪族鏈段；R₂選自苯環鏈段或C₁～C₄的脂肪族鏈段；R₁與R₂相同或不同。

作為優選，所述的一步法包括：將多元醇、二異氰酸酯、松香擴鏈劑以及催化劑一起在保護氣體的保護下于50℃～150℃下反應3h～5h，反應結束后出料得到松香基形狀記憶聚氨酯。

所述的兩步法包括：將多元醇、二異氰酸酯和催化劑首先在保護氣體保護下于50℃～100℃下反應1h～3h，得到預聚體，然后加入松香基擴鏈劑進行擴鏈反應3h～5h，反應結束后出料得到松香基形狀記憶聚氨酯。