[發明專利]一種具有光致形變性能的偶氮苯聚醚酯多嵌段共聚物彈性體及其制備方法

有效

• 申請號: 201810301412.7
• 申請日: 2018-04-04
• 公開（公告）號: CN108395527B
• 公開（公告）日: 2020-08-04
• 發明（設計）人: 屠迎鋒;肖陽;賀沖;朱祥;李志凱
• 申請（專利權）人: 蘇州大學
• 主分類號: C08G63/685
• 分類號: C08G63/685;C08G63/85;D01F6/86
• 代理公司: 蘇州創元專利商標事務所有限公司 32103
• 代理人: 孫周強;陶海鋒

本發明公開了一種具有光致形變性能的偶氮苯聚醚酯彈性體及其高強超韌纖維的制備方法，采用開環?縮合級聯聚合方法，將偶氮苯基團引入到聚醚酯多嵌段共聚物的主鏈中，將偶氮苯的光致形變性能與聚醚酯多嵌段共聚物的良好彈性相結合，得到具有光致形變性能的高分子量偶氮苯聚醚酯多嵌段共聚物彈性體，通過熔融紡絲，制備得到具有良好機械性能的高強超韌彈性纖維。

技術領域

本發明涉及具有光致形變性能的彈性體的制備領域，具體涉及一種具有光致形變性能的偶氮苯聚醚酯多嵌段共聚物彈性體及其高強超韌纖維的制備方法。

背景技術

偶氮苯是一種紫外光響應材料，具有光致順反異構現象，即在365 納米（nm）左右的紫外光下，可發生由反式結構向順式結構的轉變，在加熱或可見光照射下，順式結構轉變回能量較低的反式結構。利用偶氮苯的這一特性，可制備得到具有光致形變性能的材料。由于高分子具有良好的機械性能和加工性能，將偶氮苯基團引入高分子中制備光響應的高分子材料成為研究的熱點。

然而，由于偶氮苯的修飾比較難，并且由于其具有較高的極性，通常偶氮苯作為側鏈基團引入到高分子中。這會影響聚合物主鏈之間的分子間作用力，從而導致機械性能不好，加上偶氮苯基團與聚合物主鏈的協同作用不足，因此光致形變較小。

聚醚酯彈性體是一類重要的熱塑性彈性體聚合物。其以聚醚為軟段，提供材料所需彈性；以結晶性或高玻璃化轉變溫度聚酯為硬段，起到物理交聯點的作用，提供材料強度。由于其具有良好的機械性能，韌性，以及穩定的電絕緣性能，在模壓鞋底，滑雪靴，汽車零部件，電線電纜，減震器和生物醫學有重大應用價值。如果將偶氮苯基團引入到聚醚酯彈性體主鏈中，則可制備得到具有光致形變性能和良好彈性性能的彈性體。

現有技術中，聚醚酯通常采用熔融聚合方法合成。然而，該方法對于單體的純度、酸和醇的比例、催化劑等要求較高，合成的聚醚酯的分子量較低，得到的為無規共聚物，難以得到高性能聚合物。

發明內容

本發明目的是提供一種具有光致形變性能的偶氮苯聚醚酯多嵌段共聚物彈性體及其高強超韌彈性纖維的制備方法，該偶氮苯聚醚酯彈性體纖維具有良好的機械性能和光響應性。

為達到上述目的，本發明具體技術方案如下：

一種具有光致形變性能的偶氮苯聚醚酯彈性體的制備方法，包括以下步驟，以偶氮苯環狀寡聚酯、聚醚二醇為原料，進行開環-縮合級聯聚合反應，制備偶氮苯聚醚酯多嵌段共聚物彈性體，其具有如下化學結構：

其中，a為14～42，b為2～4，m為1～5，n為4～12。

本發明還公開了一種具有光致形變性能的高強超韌聚醚酯彈性體纖維的制備方法，包括以下步驟：以偶氮苯環狀寡聚酯、聚醚二醇為原料，進行開環-縮合級聯聚合反應，制備偶氮苯聚醚酯多嵌段共聚物彈性體；將偶氮苯聚醚酯多嵌段共聚物彈性體進行熔融紡絲，得到具有光致形變性能的高強超韌聚醚酯彈性體纖維。紡絲溫度為150℃-200℃，紡絲壓力為18 kPa左右。

上述技術方案中，偶氮苯環狀寡聚酯為環狀寡聚偶氮苯二甲酸縮乙二醇酯；聚醚二醇為聚四氫呋喃二醇，即聚四氫呋喃為主的端基為羥基的聚合物。

上述技術方案中，聚醚二醇的分子量為1000～3000。

上述技術方案中，開環-縮合級聯聚合反應在催化劑存在下進行，優選的，催化劑為鈦酸正丁酯。

上述技術方案中，開環-縮合級聯聚合反應在氮氣或真空下進行。

上述技術方案中，開環-縮合級聯聚合反應的溫度為220～260℃，時間為1～5小時；優選的開環-縮合級聯聚合反應的溫度為240℃，時間為3小時。