[發明專利]一種形狀可回復聚氨酯材料的制備方法

在審

• 申請號: 202010822375.1
• 申請日: 2020-08-17
• 公開（公告）號: CN111848899A
• 公開（公告）日: 2020-10-30
• 發明（設計）人: 蔡蘭花;王芳;李培則
• 申請（專利權）人: 東陽市前途工業設計有限公司
• 主分類號: C08G18/10
• 分類號: C08G18/10;C08G18/66;C08G18/48;C08G18/42;C08G18/32;C08G18/64;C08G18/44;C08H8/00;C08K5/09;C08K5/101
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本發明公開一種形狀可回復聚氨酯材料的制備方法，包括如下步驟：將多元醇加入反應釜中，邊攪拌邊加熱，抽真空到，反應一段時間，然后降溫，通入高純氮至標準大氣壓，加異氰酸酯、光化學助劑，升溫反應一段時間，抽真空到，然后通氮氣至標準大氣壓得到預聚體反應液；將1,4?丁二醇、二元胺和催化劑混合均勻，在氮氣保護下快速加入到預聚體反應液中，快速攪拌，然后澆注到特氟龍模具中，當反應液變成凝膠，加壓固化，脫模，然后將得到的產品后固化，得到一種形狀可回復聚氨酯材料。本發明得到的形狀可回復聚氨酯材料可以同時達到光致記憶形狀回復和熱致記憶形狀回復的效果。

技術領域

本發明涉及高分子材料領域，具體涉及一種形狀可回復聚氨酯材料的制備方法。

背景技術

形狀記憶高分子（SMP）是一類新型的功能高分子材料，它們在一定條件下，被賦予一定的形狀（起始態），當外部條件發生變化時，它可相應地改變形狀并將其固定（變形態），如果外部環境以特定的方式和規律再次發生變化，它們便可逆的恢復至起始態，至此，完成“記憶起始態-固定變形態-恢復起始態”的循環。形狀記憶聚合物作為一類智能材料，在生物材料中占有重要的地位，在手術縫合線、支架、心臟瓣膜、組織工程、藥物釋放、矯形術及光學治療等具有廣泛的應用，生物相容性較好的聚氨酯材料智能材料在生物材料領域具有廣泛的潛在應用價值。

傳統的聚氨酯形狀記憶材料一般是熱致形狀記憶材料，需要將材料加熱到玻璃化溫度以上，才能使材料回復原來的形狀，這大大限制了形狀記憶聚氨酯材料在生物領域的應用。

CN201510064729.X公開了一種熱致交聯型形狀記憶聚氨酯材料是由帶側鏈雙鍵的熱塑性聚氨酯、雙官能團交聯劑和引發劑經熱交聯而得，其彎曲模式下形狀固定率≥95%，形狀回復率≥90%，動態力學分析拉伸模式下形狀固定率≥95%，形狀回復率≥90%。本發明公開的制備方法為二步法，即先制備的帶側鏈雙鍵的熱塑性聚氨酯，然后再與雙官能團交聯劑通過熔融混合或溶液混合在加有引發劑的條件下，通過熱交聯制備。本發明公開的聚氨酯材料具有優異的形狀記憶性能及力學性能，且轉變溫度接近體溫，原料生物相容性好且無毒、能降解，既可作為體內植入材料、臨床外科材料，也可用于電線電纜套管、建筑管材連接套管，還也可用于緩沖鞋底保護裝置及變形玩具等，并適于大規模工業化生產。

CN201110131871.3公開了一種交聯型的形狀記憶聚氨酯。在制備本發明的具有很好形狀記憶性的交聯型的形狀記憶聚氨酯(SMPU)時，是先在異氰酸酯基封端的聚氨酯預聚物的端基引入含三個硅烷氧基的硅烷偶聯劑，經反應制備得到硅烷氧基封端的聚氨酯預聚物，然后向硅烷氧基封端的聚氨酯預聚物中加入或不加入催化劑，經硅烷氧基的交聯制備得到具有很好形狀記憶性的SMPU；通過控制催化劑的用量，可分別制備得到密實結構或具有納米孔和微米孔的多孔結構的SMPU。所述的SMPU的形狀固定率(Rf)≥90%；形狀回復率(Rr)≥90%。具有納米孔和微米孔的多孔結構的SMPU具有更快的回復響應速度。

CN201410586300.2公開了一種具有高溫恢復能力的形狀記憶聚氨酯材料。其特征在于通過加入輻照活化的碳木質纖維作為增強體，原位合成了一種具有高溫恢復能力的聚氨酯形狀記憶材料，合成步驟包括：(1)碳木質纖維的活化處理：在室溫下將所需活化的碳木質纖維在放射線Co射線照射下活化；(2)聚己二酸己二醇酯的合成與純化處理；(3)形狀記憶聚氨酯的原位合成：首先合成聚氨酯預聚體，再將活化碳木質纖維加入預聚體中繼續反應，然后加入擴鏈劑進一步聚合形成具有形狀記憶功能的聚氨酯。本發明能夠克服普通形狀記憶聚氨酯材料玻璃化轉變溫度較低引起的使用限制，很大程度上解決了其力學性能較差的問題，提高了形狀記憶聚氨酯材料的抗拉強度，擴展了該材料的應用領域。

現有發明都是針對熱致聚氨酯形狀記憶材料的研究，熱致形狀記憶聚氨酯雖然形狀回復率高，操作簡單，容易實現，但是，在一些對熱較敏感的材料如生物材料領域，熱刺激會破壞原有材料的結構，導致形狀記憶材料應用受到限制，而光致形狀記憶聚氨酯可以避免對原有材料的破壞，大大擴展了形狀記憶材料的應用范圍，具有重大意義。

發明內容