[發明專利]一種形狀記憶聚醚酯及其制備方法和應用

有效

• 申請號: 201811444023.6
• 申請日: 2018-11-29
• 公開（公告）號: CN111234187B
• 公開（公告）日: 2022-09-20
• 發明（設計）人: 韓翎;祝桂香;張偉;張韜毅;許寧;計文希;宋建會;林蔚然
• 申請（專利權）人: 中國石油化工股份有限公司;中國石油化工股份有限公司北京化工研究院
• 主分類號: C08G63/672
• 分類號: C08G63/672;C08G63/85;C08G63/84;C08L67/02
• 代理公司: 北京思創畢升專利事務所 11218
• 代理人: 孫向民;廉莉莉

本發明屬于聚合物領域，公開了一種形狀記憶聚醚酯及其制備方法和應用。所述形狀記憶聚醚酯具有多臂星型長支鏈結構，每條臂鏈上均包括嵌段共聚的脂肪族聚酯鏈鍛和聚醚鏈鍛，所述脂肪族聚酯鏈鍛由脂肪族二元酸和脂肪族二元醇縮聚得到，所述脂肪族聚酯鏈鍛的熔點與聚醚鏈鍛的熔點至少相差20℃，所述形狀記憶聚醚酯的臂數為3條以上，所述聚醚鏈段的數均分子量為1,000～10,000。所述形狀記憶聚醚酯為一種熱驅動形狀記憶聚合物材料，結構單元和轉變溫度均可調，形狀固定率≥80％，形狀回復率≥80％，具有很好的形狀記憶效果。此外，本發明提供的形狀記憶聚醚酯的合成簡便、易加工、轉變溫度可調。

技術領域

本發明屬于聚合物領域，更具體地，涉及一種形狀記憶聚醚酯及其制備方法和應用。

背景技術

形狀記憶聚合物(shape memory polymer，SMP)是繼20世紀60年代人類發現形狀記憶合金之后發展起來的又一新型形狀記憶材料，屬于智能材料的一種。SMP是指具有初始形狀的聚合物制品經形變固定后，通過加熱、磁、電、光、溶劑等外部刺激手段使其恢復成初始形狀的聚合物材料。與傳統的形狀記憶合金和形狀記憶陶瓷相比，形狀記憶聚合物材料具有原料充足、品種多、質輕、變形量大、回復率高、驅動響應快捷、能耗和成本低、加工性能優良等優點，因此在航空航天、醫療器械、包裝材料、電纜附件、建筑耗材、智能設備等高附加值領域具有廣泛的應用。目前得到應用的形狀記憶高分子材料有交聯聚乙烯、聚降冰片烯、反式1,4-聚異戊二烯、苯乙烯-丁二烯共聚物、聚氨酯、環氧樹脂和幾種凝膠體系等。此外，含氟高聚物、聚己內酯、聚乳酸、聚酰胺等也具有形狀記憶功能。

從材料的結構上來看，形狀記憶聚合物(SMP)通常由兩部分組成：一是控制臨時形狀的分子開關，包括聚合物的玻璃化轉變、結晶熔融轉變、液晶相轉變、超分子的相互作用、光或磁響應基團等等；一是記憶永久形狀的網點，包括物理交聯、化學交聯、互穿網絡結構和超分子結構等等。

CN107973904A公開了采用2,5-呋喃二甲酸二甲酯、2,5-呋喃二甲酸二R1酯和2,5-呋喃二甲酸二R2酯替代對苯二甲酸作為二酸單體制備聚醚酯形狀記憶材料，形狀回復率可達80％以上，但2,5-呋喃二甲酸二甲酯價格非常昂貴，并不適合作為合成聚合物材料的主要單體。

CN106188513B公開了一種聚醚酯嵌段共聚物的合成方法，但是該方法使用的1,4-丁二醇由于副反應過多，加入量遠遠超過配比量，造成成本的大幅度提升。此外，使用的聚醚二元醇主要為低分子量單體，在共聚醚酯中結晶性能較差，作為形狀記憶材料使用不理想。

發明內容

本發明旨在提供一種新的形狀記憶聚醚酯及其制備方法和應用。

具體地，本發明提供了一種形狀記憶聚醚酯，其中，所述形狀記憶聚醚酯具有多臂星型長支鏈結構，每條臂鏈上包括嵌段共聚的脂肪族聚酯鏈鍛和聚醚鏈鍛，所述脂肪族聚酯鏈鍛由脂肪族二元酸和脂肪族二元醇縮聚得到，所述脂肪族聚酯鏈鍛的熔點與聚醚鏈鍛的熔點至少相差20℃，所述形狀記憶聚醚酯的臂數為3條以上，所述聚醚鏈段的數均分子量為1,000～10,000。

本發明還提供了一種形狀記憶聚醚酯的制備方法，其中，該方法包括將脂肪族二元酸、脂肪族二元醇、聚醚二元醇以及多元醇在復配催化劑的存在下于130～240℃下聚合反應直至不再有小分子餾分蒸出為止，接著將所得聚合反應產物置于200～260℃、真空度200Pa以下進行減壓蒸餾反應；所述聚醚二元醇的數均分子量為1,000～10,000，所述多元醇包括三個以上醇羥基，所述復配催化劑為酯化催化劑和縮聚催化劑的混合物。

本發明還提供了由上述方法制備得到的形狀記憶聚醚酯。

此外，本發明還提供了所述形狀記憶聚醚酯作為形狀記憶材料的應用。