[發明專利]一種具有紫外光智能形狀開關的形狀記憶聚合物的制備方法

在審

• 申請號: 201810085878.8
• 申請日: 2018-01-29
• 公開（公告）號: CN108264628A
• 公開（公告）日: 2018-07-10
• 發明（設計）人: 劉宇艷;羅欣;成中軍;謝志民;譚惠豐
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業大學
• 主分類號: C08G18/66
• 分類號: C08G18/66;C08G18/12;C08G18/42;C08G18/32;C08G18/48
• 代理公司: 哈爾濱龍科專利代理有限公司 23206
• 代理人: 高媛

本發明公開了一種具有紫外光智能形狀開關的形狀記憶聚合物的制備方法，所述方法步驟如下：稱取碳酸鉀、二乙醇胺、碘化鉀，加入DMSO溶解，滴加9?溴甲基蒽DMSO溶液反應，過濾、干燥，得到含有蒽結構單元的單體化合物；將單體化合物和聚ε?己內酯二醇加熱熔融，加入六亞甲基二異氰酸酯和催化劑，得到含有光響應基團的預聚物；稱取預聚物和聚四氫呋喃醚二醇加熱熔融，加入六亞甲基二異氰酸酯和催化劑，然后加入1,4?丁二醇，得到多嵌段聚合物；將多嵌段聚合物倒入聚四氟乙烯模具中，置于烘箱中熟化，脫模，得到形狀記憶聚合物。本發明制備的形狀記憶聚合物能有效地實現對形狀記憶聚合物局部形狀的變形與回復進行精確控制。

技術領域

本發明屬于智能高分子材料技術領域，涉及一種形狀記憶聚合物的制備方法，尤其涉及一種具有紫外光智能形狀開關的形狀記憶聚合物的制備方法。

背景技術

形狀記憶聚合物材料是智能材料研究最為活躍的領域之一。由于其形狀形變性能高于被人們熟知的形狀記憶合金，并且具有形狀回復性能優異、成型加工性好、生產成本低廉等特點，被廣泛應用于航空航天、生物醫藥、可穿戴柔性材料、表面界面智能響應材料等領域。形狀記憶聚合物材料可以通過一定適當的刺激形式，使聚合物由形狀A轉變為形狀B，其中形狀B是材料的原始形狀，而形狀A 則是通過一定的過程固定的臨時形狀。不同刺激條件的形狀記憶聚合物材料有感熱型、感光型、感電磁型、感水型等，其中發現最早且被人們應用最為廣泛的是感熱型形狀記憶聚合物，其他刺激條件大部分是間接轉換為熱或是觸發材料中對刺激條件敏感的官能團而引發形變的。目前，感熱型形狀記憶聚合物都是整體的形狀記憶響應，很難做到局部形狀的變形與回復做到精確控制，為了達到對局部形狀的變形與回復做到精確控制，需要設計一種能夠通過非接觸方式對局部形狀進行鎖定和解鎖的智能開關。因此，需要開發一種具有智能形狀開關的形狀記憶聚合物，該智能形狀開關可實現對局部形狀的變形與回復進行精確控制。

發明內容

針對上述能夠對感熱型形狀記憶聚合物局部形狀實現精確控制的問題，本發明提供了一種具有紫外光智能形狀開關的形狀記憶聚合物的制備方法，該方法制備的形狀記憶聚合物可通過紫外光這種非接觸式控制方式實現對局部形狀的開關作用，能夠有效地實現對形狀記憶聚合物局部形狀的變形與回復進行精確控制。

本發明的目的是通過以下技術方案實現的：

一種具有紫外光智能形狀開關的形狀記憶聚合物的制備方法，包括如下步驟：

（1）稱取碳酸鉀、二乙醇胺、碘化鉀置于圓底燒瓶中，加入DMSO溶解，稱取9-溴甲基蒽溶于DMSO中，然后將9-溴甲基蒽DMSO溶液緩慢滴加入上述反應的圓底燒瓶中，控制碳酸鉀、二乙醇胺、碘化鉀的摩爾比為34~36：19~21：1，二乙醇胺與9-溴甲基蒽的摩爾比為1~1.1：1，在50~100℃反應6~8 h，然后將反應液倒入大量去離子水中，過濾、干燥后得到含有蒽結構單元的單體化合物；

（2）將含有蒽結構單元的單體化合物和聚ε-己內酯二醇加入圓底燒瓶中，控制含有蒽結構單元的單體化合物和聚ε-己內酯二醇的摩爾比為3：1~1.1，50~80℃下加熱熔融，加入六亞甲基二異氰酸酯，控制-NCO基團與反應物中-OH的摩爾比為1.2:1~1.1，加入重量為反應物總重0.5~1.5%的辛酸亞錫作為催化劑，在50~80℃反應2~6 h，得到含有光響應基團的預聚物；

（3）稱取含有光響應基團的預聚物和聚四氫呋喃醚二醇加入圓底燒瓶中，控制含有光響應基團的預聚物和聚四氫呋喃醚二醇的摩爾比為0.6:1~1.1，50~80℃下加熱熔融，加入六亞甲基二異氰酸酯，控制六亞甲基二異氰酸酯與聚四氫呋喃醚二醇的摩爾比為0.5:1~1.1，加入重量為反應物總重0.5~1.5%%的辛酸亞錫作為催化劑，在50~80℃反應2~4 h，然后加入1,4- 丁二醇，控制1,4- 丁二醇與六亞甲基二異氰酸酯的摩爾比為0.2:1~1.1，在50~80℃下繼續反應2~6 h，得到多嵌段聚合物；