[發(fā)明專利]室溫塑形形狀記憶材料

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710060064.4
• 申請日: 2017-01-24
• 公開（公告）號: CN106832940B
• 公開（公告）日: 2020-11-20
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 魏民;陳紅梅;黃為民;蔣旭彤
• 申請（專利權(quán)）人: 南京天朗制藥有限公司;黃為民;陳紅梅;魏民;蔣旭彤
• 主分類號: C08L83/04
• 分類號: C08L83/04;C08L83/07;C08L67/04;C08L75/04;C08L23/08;C08L23/06;C08L31/04;C08L23/12;C08L27/18;C08K3/34;C08K5/092
• 代理公司: 鎮(zhèn)江京科專利商標(biāo)代理有限公司 32107
• 代理人: 夏哲華

本發(fā)明涉及一種室溫塑形形狀記憶材料。該材料由彈性體聚合物材料和轉(zhuǎn)變相聚合物材料，以及添加組分材料共混制備而成；所述彈性聚合物材料能夠使共混后的材料具備彈性，所述轉(zhuǎn)變相聚合物能夠使共混后的材料具有熱驅(qū)動形狀記憶特性，所述添加組分材料能夠調(diào)節(jié)共混后材料的彈性性能和材料軟化再降溫至轉(zhuǎn)變溫度后的結(jié)晶速度；共混后的材料的轉(zhuǎn)變溫度為50?90℃，在?5℃?60℃下的塑形硬化時(shí)間為0?30 min，材料在?30?100℃溫度范圍內(nèi)的彈性模量0.05?100 MPa。本發(fā)明的材料具有熱驅(qū)動的形狀記憶特性，在轉(zhuǎn)變溫度以上或以下都具有優(yōu)異彈性，并且經(jīng)加熱軟化后在室溫條件下可以塑形固定臨時(shí)形狀。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種形狀記憶材料的組成，具體涉及一種室溫塑形形狀記憶材料。

背景技術(shù)

形狀記憶聚合物作為一類智能材料，具有在一定外界刺激的作用下從臨時(shí)形狀回復(fù)到其原始形狀的功能。這種外界刺激包括熱、光、電、磁、溶劑等，其中以熱致形狀記憶聚合物的研究和應(yīng)用最為廣泛。形狀記憶聚合物在結(jié)構(gòu)上一般具有兩個(gè)部分：一部分為彈性相；一部分為可逆相。

在熱致形狀記憶性的制備過程中，一般是首先把聚合物加熱到其可逆相的轉(zhuǎn)變溫度(T_trans)以上使材料軟化，并施加外力使其變形；然后維持外力作用下冷卻至轉(zhuǎn)變溫度T_trans以下(通常為室溫)，在撤去外力后變形任然維持，此時(shí)的形狀稱為臨時(shí)形狀。當(dāng)溫度再次升高到T_trans以上，材料又回復(fù)到原始形狀。注意到，在固定臨時(shí)形狀的時(shí)候，一般需要升高到可逆相轉(zhuǎn)變溫度T_trans以上施加外力使其變形。但是這個(gè)轉(zhuǎn)變溫度T_trans通常都是高于人體適宜的溫度范圍(20-60℃)，這就為材料的應(yīng)用帶來局限。如果材料在加熱后冷卻至室溫左右還能施加外力使其變形并固定臨時(shí)形狀，即具有室溫塑形功能，這就能擴(kuò)大材料的應(yīng)用范圍，特別是適宜應(yīng)用于人體，例如作為可穿戴材料。

同時(shí)我們注意到多數(shù)熱致形狀記憶聚合物，在高溫下(溫度高于轉(zhuǎn)變相溫度T_trans)有良好的彈性，但是在低溫(溫度低于轉(zhuǎn)變相溫度T_trans)下材料比較硬或者易碎斷，如果作為可穿戴材料，其舒適型不能滿足人體需求。為了解決穿戴舒適的問題，有一類慢回彈記憶海綿的材料(CN101298490A,CN103030782A,CN103937199A,CN104193954A)，這類材料主要是針對普通海綿的瞬間反彈性進(jìn)行了改進(jìn)，在人體溫度下自然回彈產(chǎn)生緩沖階段，不會對人體產(chǎn)生反作用力。但其在使用過程中臨時(shí)形狀不能維持，會逐漸回復(fù)到原始形狀。

專利文獻(xiàn)CN101985518A記載了一種具有橡膠狀彈性的形狀記憶聚合物，其在高低溫下都具有良好的彈性，但是其不具有室溫塑形的功能。因此一種具有室溫塑形性，并在使用過程中能維持形狀的橡膠狀彈性形狀記憶材料成為人們的一種應(yīng)用需求。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種加熱軟化后能在室溫塑形的形狀記憶材料，使該材料在轉(zhuǎn)變溫度(T_trans)以上或以下都具有優(yōu)異彈性，并且具有熱驅(qū)動的形狀記憶特性，并且經(jīng)加熱軟化后在室溫條件下可以塑形固定臨時(shí)形狀。

本發(fā)明的第一類方案是：該室溫塑形形狀記憶材料，由10-90重量份的彈性體聚合物材料和10-90重量份的轉(zhuǎn)變相聚合物材料，以及0-80重量份的添加組分材料共混(包括高溫熔融共混，溶液共混再揮發(fā)及溶/熔液滲透等)制備而成；所述彈性聚合物材料能夠使共混后的材料具備彈性，所述轉(zhuǎn)變相聚合物能夠使共混后的材料具有熱驅(qū)動形狀記憶特性，所述添加組分材料能夠調(diào)節(jié)共混后材料的彈性性能和材料軟化再降溫至轉(zhuǎn)變溫度后的結(jié)晶速度；共混后的材料的轉(zhuǎn)變溫度為50-90℃，在-5℃-60℃下的塑形硬化時(shí)間為0-30min，材料在-30-100℃溫度范圍內(nèi)的彈性模量為0.05-100MPa。