[發明專利]一種交聯型形狀記憶聚氨酯的制備方法

有效

• 申請號: 202110550178.3
• 申請日: 2021-05-20
• 公開（公告）號: CN113248741B
• 公開（公告）日: 2022-11-11
• 發明（設計）人: 高國利;呂偉;何志朋;謝萬川
• 申請（專利權）人: 深圳市銀寶山新科技股份有限公司
• 主分類號: C08J3/24
• 分類號: C08J3/24;C08L75/06;C08K5/14
• 代理公司: 深圳市世紀恒程知識產權代理事務所 44287
• 代理人: 梁爽

本發明公開一種交聯型形狀記憶聚氨酯的制備方法，涉及形狀記憶聚合物技術領域。所述交聯型形狀記憶聚氨酯的制備方法包括以下步驟：S10、將聚酯型聚氨酯溶于第一有機溶劑中，得到聚酯型聚氨酯溶液；S20、向所述聚酯型聚氨酯溶液中加入引發劑，并混合均勻，干燥以去除所述第一有機溶劑，然后在80～120℃下反應0.5～2h，得到交聯型形狀記憶聚氨酯。通過對引發劑加熱后使其產生自由基，該自由基會奪取聚酯型聚氨酯分子鏈上的氫，使聚酯型聚氨酯分子鏈上生成了新的自由基，如此，聚酯型聚氨酯不同分子鏈上的自由基相互結合形成化學交聯鍵，從而制備得到了形狀固定率大于95％，形狀回復率大于97％的交聯型形狀記憶聚氨酯。

技術領域

本發明涉及形狀記憶聚合物技術領域，特別涉及一種交聯型形狀記憶聚氨酯的制備方法。

背景技術

形狀記憶聚合物(Shape memory polymers，SMP)是在外界環境(如光、磁、電、溶劑和溫度等)的誘導下，調整其狀態參數(如形狀、應變等)回復到初始狀態的一類聚合物。相比于形狀記憶陶瓷或形狀記憶合金，形狀記憶聚合物具有質量輕、刺激方式多樣、性能可調節、易加工等特點，是智能高分子材料的研究熱點，廣泛應用于生物醫用材料、自修復材料、智能紡織材料、藥物控釋、航空航天等領域。目前，具有形狀記憶效應(Shape memoryeffect，SME)的聚合物主要有聚氨酯、聚降冰片烯、聚異戊二烯、丁苯橡膠、聚乙烯等，其中，形狀記憶聚氨酯(Shape memory polyurethane，SMPU)是由玻璃化溫度較高的硬段和玻璃化溫度較低的軟段共聚而成的嵌段共聚物，通過調節聚氨酯各組分的結構和用量，可以獲得不同玻璃化轉變溫度。SMPU還具有低溫抗沖擊性優異、生物相容性良好、形變量大、形狀記憶溫度可設計范圍寬等優勢，因而日益受到科研工作者的青睞。

SMPU硬段中的氨基甲酸酯具有很高的極性，硬段與硬段之間能形成較強的氫鍵作用，可作為SMPU記憶初始形狀的固定相。軟段由于玻璃化轉變溫度低，在常溫下呈高彈態，作為可逆相，在降溫升溫的過程中能實現固化和軟化可逆。與其他以化學交聯為固定相的形狀記憶聚合物相比，SMPU中以氫鍵結合為固定相的結合能力較弱，因此，SMPU仍存在形狀回復速度慢、回復率低、重復記憶效果差、力學性能低等缺點。

目前為了改善形狀記憶聚氨酯的形狀回復速度、回復率、重復記憶效果、力學性能等，國內外科研者做了大量的研究工作，部分工作在合成聚氨酯過程中添加交聯劑，提供化學交聯點，在一定程度上能夠提升聚氨酯的回復速度和形狀記憶效果，但是這對合成過程提出挑戰(交聯劑一般為三個硅烷氧基的硅烷偶聯劑，容易導致聚合不穩定)，而且熱固性的聚氨酯在后期成型制備時存在一定的困難，限制了其應用。

發明內容

本發明的主要目的是提出一種交聯型形狀記憶聚氨酯的制備方法，旨在提供一種形狀回復速度快、重復記憶效果好，且應用范圍廣的形狀記憶聚氨酯。

為實現上述目的，本發明提出一種交聯型形狀記憶聚氨酯的制備方法，包括以下步驟：

S10、將聚酯型聚氨酯溶于第一有機溶劑中，得到聚酯型聚氨酯溶液；

S20、向所述聚酯型聚氨酯溶液中加入引發劑，并混合均勻，干燥以去除所述第一有機溶劑，然后在80～120℃下反應0.5～2h，得到交聯型形狀記憶聚氨酯。

可選地，在步驟S10之前還包括：

A1、將干燥后的聚酯二元醇與異氰酸酯混合，形成第一反應體系，將所述第一反應體系在有機錫催化劑作用下，于70～90℃下反應2～4h，得到聚酯型聚氨酯預聚物；

A2、在30～45℃下，向所述聚氨酯預聚物中加入擴鏈劑，形成第二反應體系，將所述第二反應體系在45～65℃下反應完全，得到含有聚酯型聚氨酯的混合液；

A3、分離出所述混合液中的聚酯型聚氨酯，干燥，即可得到聚酯型聚氨酯。

可選地，所述第一體系中包括第二有機溶劑；和/或，