[發(fā)明專利]一種多重驅(qū)動型形狀記憶復(fù)合材料及其制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201811061546.2
• 申請日: 2018-09-12
• 公開（公告）號: CN109280336B
• 公開（公告）日: 2021-05-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王恩亮;董余兵;朱曜峰;傅雅琴
• 申請（專利權(quán)）人: 浙江理工大學(xué)
• 主分類號: C08L63/00
• 分類號: C08L63/00;C08K7/06
• 代理公司: 浙江千克知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 33246
• 代理人: 王日精

本發(fā)明屬于形狀記憶材料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種多重驅(qū)動型形狀記憶復(fù)合材料及其制備方法。其中，多重驅(qū)動型形狀記憶復(fù)合材料，所述復(fù)合材料以熱致形狀記憶聚合物作為基體，所述基體的表面附著石墨烯薄膜；所述多重驅(qū)動包括熱驅(qū)動、電驅(qū)動和光驅(qū)動。本發(fā)明的多重驅(qū)動型形狀記憶復(fù)合材料可以實(shí)現(xiàn)熱驅(qū)動、電驅(qū)動和光驅(qū)動，擴(kuò)展了應(yīng)用領(lǐng)域。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于形狀記憶材料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種多重驅(qū)動型形狀記憶復(fù)合材料及其制備方法。

背景技術(shù)

形狀記憶材料(shape memory material，SMM)是一種刺激-響應(yīng)型材料，因其獨(dú)特的形狀記憶性能而受到廣泛關(guān)注。它能夠感知外界環(huán)境變化的刺激(如溫度、電、光、磁、溶劑、pH等)，并對這些刺激作出響應(yīng)，由臨時(shí)形狀回復(fù)到初始形狀。形狀記憶聚合物(shapememory polymer，SMP)與其它的SMM相比(如形狀記憶合金、形狀記憶陶瓷等)具有形狀回復(fù)率大、響應(yīng)溫度低、成本低、加工成型性能優(yōu)異、易于改性等優(yōu)點(diǎn)，在生物醫(yī)用，信息電子，智能器件等領(lǐng)域具有非常廣泛的應(yīng)用前景。

SMP根據(jù)對外界刺激響應(yīng)方式的不同可分為熱驅(qū)動、電驅(qū)動、光驅(qū)動和溶液驅(qū)動等類型。盡管SMP具有優(yōu)異的形狀記憶特性，但是仍存在一些不足：力學(xué)強(qiáng)度和模量比較低、形狀回復(fù)力比較小，響應(yīng)方式單一，這些不足極大地限制了它的應(yīng)用。此外，多數(shù)SMP的驅(qū)動方式為熱驅(qū)動型，例如，公告號為CN102827350B的專利文獻(xiàn)公開了一種具有熱驅(qū)動形狀記憶功能的改性環(huán)氧樹脂。然而，在一些不方便直接加熱的情況下，如人體內(nèi)部，是很難直接加熱實(shí)現(xiàn)形狀回復(fù)功能，另外，還可能對人體造成傷害，因此開發(fā)出具有電、磁、光等間接熱驅(qū)動功能的形狀記憶聚合物復(fù)合材料(shape memory polymer composite，SMPC)顯得尤為必要。

電致SMPC是由于電阻生熱從而觸發(fā)形狀記憶過程，屬于間接熱響應(yīng)，與直接熱響應(yīng)相比具有使用方便、受熱均勻、遠(yuǎn)程可控等諸多優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)多數(shù)導(dǎo)電填料也能提高SMPC的導(dǎo)熱系數(shù)，使其能夠更快速地響應(yīng)外界刺激

光致SMPC是通過外部光照射來實(shí)現(xiàn)形狀回復(fù)的新型功能高分子材料，光作為刺激源，具有非接觸性，可控性等優(yōu)勢。根據(jù)記憶機(jī)理的不同，光致SMPC可分為光化學(xué)反應(yīng)型和光熱效應(yīng)型兩種：光化學(xué)反應(yīng)型是與溫度無關(guān)的，利用光控的化學(xué)變化實(shí)現(xiàn)SMPC的形狀固定和回復(fù)。而光熱效應(yīng)型SMPC是基于熱致SMP制備的，通過在熱驅(qū)動型SMP中添加對光吸收較好的材料(如TiN、GO等)來快速產(chǎn)熱，光熱填料能夠?qū)⑽盏墓饽苻D(zhuǎn)化為熱能，使SMPC的溫度升至Tg以上，鏈段活性被激活，實(shí)現(xiàn)光致形狀回復(fù)，屬于一種間接熱驅(qū)動型SMPC。

由于現(xiàn)有技術(shù)中形狀記憶材料回復(fù)的驅(qū)動方式比較單一，本領(lǐng)域亟需開發(fā)一種多重驅(qū)動型形狀記憶材料，以拓寬形狀記憶材料的應(yīng)用領(lǐng)域。

發(fā)明內(nèi)容

基于現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述不足，本發(fā)明提供一種多重驅(qū)動型形狀記憶復(fù)合材料及其制備方法。

為了達(dá)到上述發(fā)明目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：

一種多重驅(qū)動型形狀記憶復(fù)合材料，所述復(fù)合材料以熱致形狀記憶聚合物作為基體，所述基體的表面附著石墨烯薄膜；所述多重驅(qū)動包括熱驅(qū)動、電驅(qū)動和光驅(qū)動。

作為優(yōu)選方案，所述基體的兩側(cè)均附著石墨烯薄膜。

本發(fā)明還提供一種如上任一方案所述的多重驅(qū)動型形狀記憶復(fù)合材料的制備方法，包括以下步驟：

S1、將熱致形狀記憶聚合物粉末鋪設(shè)于氧化石墨烯薄膜之上，得到待成型樣品；

S2、將待成型樣品進(jìn)行熱壓成型，得到成型樣品；

S3、將成型樣品置于氫碘酸中浸泡，水洗，干燥，得到多重驅(qū)動型形狀記憶復(fù)合材料。

作為優(yōu)選方案，所述步驟S1還包括：將熱致形狀記憶聚合物粉末鋪設(shè)于氧化石墨烯薄膜之上后，還將另一石墨烯薄膜鋪設(shè)于熱致形狀記憶聚合物粉末之上。