[發明專利]一種微波響應型形狀記憶聚合物復合材料及其制備方法

有效

• 申請號: 201410000081.5
• 申請日: 2014-01-01
• 公開（公告）號: CN103772861A
• 公開（公告）日: 2014-05-07
• 發明（設計）人: 杜海燕;白利秀;邱麗;申迎華
• 申請（專利權）人: 太原理工大學
• 主分類號: C08L29/04
• 分類號: C08L29/04;C08K9/06;C08K3/34;C08K5/07;C08J3/24
• 代理公司: 太原華弈知識產權代理事務所 14108
• 代理人: 李毅

技術領域

本發明涉及一種功能高分子材料，特別是涉及一種形狀記憶聚合物復合材料，以及該形狀記憶聚合物復合材料的制備方法。

背景技術

形狀記憶聚合物(SMPs)是一類功能性或智能聚合物，當其由一次成型的起始形狀被二次加工成臨時形狀后，能夠“記憶”起始形狀，并在外界刺激作用下回復起始形狀。

自20世紀80年代發現熱致形狀記憶交聯聚乙烯以來，SMPs以其優異的綜合性能和廣泛的用途而成為當前研究的熱點。近年來，研究者不斷探尋可使SMPs發生形變回復的多種響應驅動方式。德國Lendlein等(A.?Lendlein,?H.?Jiang,?O.?Junger,?R.?Langer,?Light-induced?shape?memory?polymers,?Nature,?2005,?434:?879-882.；H.?Jiang,?S.?Kelch,?A.?Lendlein,?Polymers?move?in?response?to?light,?Advanced?Materials,?2006,?18:?1471-1475.)報道了完全依靠光驅動在室溫下完成形狀轉變的光敏性形狀記憶聚合物材料。新加坡Huang等(B.?Yang,?W.M.?Huang,?C.?Li,?C.M.?Lee,?L.?Li,?On?the?effects?of?moisture?in?a?polyurethane?shape?memory?polymer,?Smart?Materials?and?Structures,?2004,?13:?191-195.)發現濕度可作為形狀記憶聚氨酯的另外一種驅動力。我國冷勁松等(J.?Leng,?X.?Wu,?Y.?Liu,?Infrared?light-active?shape?memory?polymer?filled?with?nanocarbon?particles,?Journal?of?Applied?Polymer?Science,?2009,?114:?2455–2460.；J.?Leng,?D.?Zhang,?Y.?Liu,?K.?Yu,?X.?Lan,?Study?on?the?activation?of?styrene-based?shape?memory?polymer?by?medium-infrared?laser?light,?Applied?Physics?Letters,?2010,?96:?1119051-1119053.)也報道了用紅外、激光驅動聚苯乙烯體系材料的形變回復行為。這些研究不僅使形狀記憶聚合物材料的種類更加豐富，同時也使得聚合物形變回復的驅動方式向多元化的方向發展。

迄今為止，形狀記憶聚合物按驅動方式的不同，可以分為熱致型、溶液驅動型、光致型、電致型、磁致型等。驅動方式的研究對形狀記憶聚合物及其復合材料的研究和發展具有至關重要的意義，盡管目前在驅動方式多元化的研究方面已取得一定的成績，但在一定程度上都存在某些局限性。其中光響應形狀記憶聚合物對聚合物的化學組成有著嚴格的限制，其組成成分中必須含有對光響應的單元，在特定波長光的照射下，才能產生可逆的交聯和分解反應，這種驅動方式僅適用于少數幾種形狀記憶聚合物；磁場驅動和電磁場驅動方式對驅動條件要求非常高，有很高的磁場場強和頻率，而且驅動過程中試樣必須處在場強范圍內，這些因素都極大地限制了形狀記憶聚合物的應用；而濕氣或水驅動方式又不具有普遍性，能夠與水分子發生氫鍵反應的聚合物，其化學組成結構中必須有特定的官能團，目前只有聚氨酯類形狀記憶聚合物有可能實現水驅動方式，也有很大的局限性。目前對于熱致型材料的研究較為深入，也得到了大規模應用，但多數仍然是依靠傳統的直接加熱方式來實現其形狀記憶效應。然而，直接加熱可能會在一些特殊的使用場合中帶來不便或其他不良問題。如將間接熱致形狀記憶聚合物應用在醫學材料上時，如果所需的轉變溫度高于人體溫度，這種靠溫度梯度由外到內的熱傳導方式會使局部受熱溫度過高而破壞人體組織。

基于上述情況，研究一種安全、高效的間接熱驅動形變回復材料具有重要的科學意義。

發明內容

本發明的目的在于引入一種新的可使形狀記憶聚合物復合材料發生形變回復的刺激響應方式，提供一種微波響應型形狀記憶聚合物復合材料及其制備方法。