[發(fā)明專利]一種光響應(yīng)的可擦寫聚合物紙及其制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110632459.3
• 申請(qǐng)日: 2021-06-07
• 公開（公告）號(hào): CN113321830B
• 公開（公告）日: 2022-09-16
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳玉潔;陳馳;李華;劉河洲
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 上海交通大學(xué)
• 主分類號(hào): C08J5/18
• 分類號(hào): C08J5/18;C08L75/06;C08K3/22;C08K7/00;C08K5/23
• 代理公司: 上?？剖⒅R(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 31225
• 代理人: 蔣亮珠

本發(fā)明涉及一種光響應(yīng)的可擦寫聚合物紙及其制備方法，該聚合物紙的原料包括以下重量份組分：羥基封端聚己內(nèi)酯50?70份，異氰酸酯15?25份，羥基偶氮苯15?25份，液晶組分1?10份，四氧化三鐵顆粒0?5份，引發(fā)劑0.1?0.2份，有機(jī)溶劑100?150份。將前述組分混合后進(jìn)行原位聚合，制得聚合物紙。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明所得聚合物紙具有可重復(fù)擦寫性、穩(wěn)定性、遠(yuǎn)程可控性的優(yōu)勢(shì)，并適用于多種極端環(huán)境，如航空、深海探測(cè)等，拓展了聚合物基材料的使用范圍和應(yīng)用領(lǐng)域。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于高分子復(fù)合材料領(lǐng)域，具體涉及一種光響應(yīng)的可擦寫聚合物紙及其制備方法。

背景技術(shù)

近年來，隨著森林資源的告急以及環(huán)境意識(shí)的提升，傳統(tǒng)植物纖維所制的紙張對(duì)于林業(yè)資源的消耗逐漸引起了公眾的關(guān)注。相比傳統(tǒng)材料，聚合物材料具有出色的延展性與更高的強(qiáng)度，以聚氨酯材料為例，此類材料在具有良好耐腐蝕性同時(shí)還兼具形狀記憶性能、熱驅(qū)·可成型性，在軟機(jī)器人、人造肌肉、醫(yī)學(xué)領(lǐng)域內(nèi)已大量使用，成為重點(diǎn)研發(fā)的新材料之一。

專利申請(qǐng)CN105693990A公開了一種聚氨酯形狀記憶高分子材料的合成工藝，該合成工藝依次包括下述步驟，(1)原料真空脫水；(2)預(yù)聚反應(yīng)：N₂保護(hù)的條件下加入2，4-甲苯二異氰酸酯和DMF，滴加計(jì)量的多元醇得預(yù)聚物；(3)擴(kuò)鏈反應(yīng)：將1,4-BDO和二羥甲基丙酸(DMPA)進(jìn)行擴(kuò)鏈反應(yīng)；(4)中和反應(yīng)：用三乙胺(TEA)完全中和DMPA的羧基，同時(shí)加入300-1000ml的水，最后溶液的質(zhì)量濃度為15-25％。該技術(shù)僅具有形狀記憶性能而不具有基于表面自修復(fù)的光書寫性能。

專利申請(qǐng)CN110041503A公開了一種可用于仿生4D打印的新型形狀記憶聚氨酯材料，包括：所述形狀記憶聚氨酯材料的組分及各組分的質(zhì)量份數(shù)如下：異氰酸酯20～50份，聚己內(nèi)酯5～20份，聚乙二醇5～20份，聚己二酸乙二醇酯5～20份，聚己二酸丁二醇酯5～20份，擴(kuò)鏈劑1～6份、交聯(lián)劑、引發(fā)劑0.5～2份和催化劑0.02～0.2份。目的在于通過控制交聯(lián)劑的添加量，使形狀記憶聚氨酯材料的具有良好形狀記憶能力，提高形狀記憶聚氨酯材料的回復(fù)率，但該材料，無法實(shí)現(xiàn)可逆的表面分離和修復(fù)過程。

專利申請(qǐng)CN110078892A公開了一種新型紅外刺激下形狀記憶聚氨酯材料，包括：聚四亞甲基醚二醇35～50份；二異氰酸酯15～25份；擴(kuò)鏈劑10～15份；催化劑0.05～0.12份；有機(jī)溶劑120～250份；交聯(lián)劑。該技術(shù)采用控制交聯(lián)劑的加入量，使形狀記憶聚氨酯材料具有良好的記憶性能和較高的回復(fù)率。但此類聚合物無法對(duì)近紅外光進(jìn)行響應(yīng)，不能表現(xiàn)出光引發(fā)的形狀記憶性能。

傳統(tǒng)的聚氨酯材料在其表面進(jìn)行“書寫”后無法復(fù)原，難以實(shí)現(xiàn)重復(fù)多次使用的可擦寫新型聚合物紙的功能。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的就是為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷而提供一種光響應(yīng)的可擦寫聚合物紙及其制備方法，在保證材料綜合機(jī)械性能與形狀記憶性能的基礎(chǔ)上，使得復(fù)合物具有重復(fù)可擦寫的性能，實(shí)現(xiàn)聚合物紙的設(shè)計(jì)。

本發(fā)明的目的可以通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)：一種光響應(yīng)的可擦寫聚合物紙，該聚合物紙的原料包括以下重量份組分：羥基封端聚己內(nèi)酯50-70份，異氰酸酯15-25份，羥基偶氮苯15-25份，液晶組分1-10份，四氧化三鐵顆粒0-5份，引發(fā)劑0.1-0.2份，有機(jī)溶劑100-150份。其中液晶組分的優(yōu)選用量為4-6份，四氧化三鐵顆粒的優(yōu)選用量為0.5～1.5份。

進(jìn)一步地，所述的四氧化三鐵顆粒通過以下方法制得：按重量份稱取鐵鹽15-20份、配體8-10份和有機(jī)溶劑100-150份，攪拌混合均勻，于100-200℃水熱反應(yīng)8～36h，所得產(chǎn)物進(jìn)行離心分離，分離后的固體烘干、高溫處理、研磨得到亞微米級(jí)的四氧化三鐵顆粒。

進(jìn)一步地，所述的鐵鹽為三氯化鐵或硝酸鐵；

所述的配體為2-氨基對(duì)苯二甲酸或?qū)Ρ蕉姿幔?/p>