[發(fā)明專利]一種層狀微相結(jié)構(gòu)的線性驅(qū)動(dòng)器及其制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110755046.4
• 申請日: 2021-07-02
• 公開（公告）號: CN113621151B
• 公開（公告）日: 2022-04-29
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 楊曙光;王偉杰;張彩虹;黃浩
• 申請（專利權(quán)）人: 東華大學(xué)
• 主分類號: C08J5/18
• 分類號: C08J5/18;C08L53/00;D01F8/06;D01F8/08
• 代理公司: 上海統(tǒng)攝知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 31303
• 代理人: 杜亞

1.一種層狀微相結(jié)構(gòu)的線性驅(qū)動(dòng)器的制備方法，其特征在于，將嵌段共聚物X、嵌段共聚物Y和有機(jī)溶劑制成混合溶液后，將混合溶液作為鑄膜液加工成膜再裁成樣條，或者將混合溶液作為紡絲液加工成纖維，即得到層狀微相結(jié)構(gòu)的線性驅(qū)動(dòng)器；

其中，將混合溶液作為鑄膜液加工成膜之后、裁成樣條之前，還將膜浸泡在pH等于1的溶液中12h；裁成樣條之后，將樣條沿長度方向進(jìn)行微拉伸處理；將混合溶液作為紡絲液加工成纖維采用濕法紡絲工藝，凝固浴為pH等于1的溶液，纖維在凝固浴中浸泡的時(shí)間為12h；得到纖維之后，將纖維沿長度方向進(jìn)行微拉伸處理；所有的微拉伸處理的拉伸伸長率都為5%~10%；

嵌段共聚物X與嵌段共聚物Y為ABA型三嵌段共聚物與ACA型三嵌段共聚物，或者為所述ABA型三嵌段共聚物與AC型兩嵌段共聚物，或者為AB型兩嵌段共聚物與所述ACA型三嵌段共聚物；

嵌段共聚物X和嵌段共聚物Y中的A嵌段對應(yīng)的聚合物不溶于水，嵌段共聚物X中的B嵌段對應(yīng)的聚合物以及嵌段共聚物Y中的C嵌段對應(yīng)的聚合物溶于水；

嵌段共聚物X中的B嵌段與嵌段共聚物Y中的C嵌段滿足：在制備層狀微相結(jié)構(gòu)的線性驅(qū)動(dòng)器的過程中，二者之間能夠建立氫鍵或離子鍵形成B@C復(fù)合物；在將層狀微相結(jié)構(gòu)的線性驅(qū)動(dòng)器置于水中后，當(dāng)溫度、pH值或鹽離子濃度增大至一定值時(shí)，二者之間的氫鍵或離子鍵完全破壞，當(dāng)溫度、pH值或鹽離子濃度再降低至一定值時(shí)，二者之間的氫鍵或離子鍵完全重建；

嵌段共聚物X中的A嵌段與嵌段共聚物X中的B嵌段、嵌段共聚物Y中的C嵌段或所述B@C復(fù)合物的Flory-Huggins相互作用參數(shù)χ與嵌段共聚物X的聚合度N的乘積≥10.5；

嵌段共聚物Y中的A嵌段與嵌段共聚物X中的B嵌段、嵌段共聚物Y中的C嵌段或所述B@C復(fù)合物的Flory-Huggins相互作用參數(shù)χ與嵌段共聚物Y的聚合度N的乘積≥10.5；

嵌段共聚物X和嵌段共聚物Y的分子量為2000~2000萬，嵌段共聚物X或嵌段共聚物Y中A嵌段的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為30%~70%。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種層狀微相結(jié)構(gòu)的線性驅(qū)動(dòng)器的制備方法，其特征在于，B嵌段對應(yīng)的聚合物為氫鍵供體，C嵌段對應(yīng)的聚合物為氫鍵受體；或者，B嵌段對應(yīng)的聚合物為聚陽離子型聚合物，C嵌段對應(yīng)的聚合物為聚陰離子型聚合物。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種層狀微相結(jié)構(gòu)的線性驅(qū)動(dòng)器的制備方法，其特征在于，氫鍵供體為聚丙烯酸或聚甲基丙烯酸；氫鍵受體為聚環(huán)氧乙烷、聚氧化乙烯、聚乙烯醇或聚甲基吡咯烷酮、聚二乙基噁唑啉；聚陽離子型聚合物為聚烯丙基胺、聚乙烯亞胺、聚二甲基二烯丙基氯化銨、陽離子聚丙烯酰胺或聚胍鹽；聚陰離子型聚合物為聚丙烯酸鈉、聚苯磺酸鈉、海藻酸鈉、陰離子聚丙烯酰胺。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種層狀微相結(jié)構(gòu)的線性驅(qū)動(dòng)器的制備方法，其特征在于，A嵌段對應(yīng)的聚合物為聚苯乙烯、聚乙烯、聚丙烯、聚丁烯、聚丙烯酸酯類、聚甲基丙烯酸酯類、聚丁二烯、聚異戊二烯、聚丙烯腈、聚二甲基硅氧烷、聚氯乙烯或聚四氟乙烯。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種層狀微相結(jié)構(gòu)的線性驅(qū)動(dòng)器的制備方法，其特征在于，聚丙烯酸酯類為聚丙烯酸甲酯、聚丙烯酸乙酯、聚丙烯酸丙酯或聚丙烯酸丁酯；聚甲基丙烯酸酯類為聚甲基丙烯酸甲酯、聚甲基丙烯酸乙酯、聚甲基丙烯酸丙酯或聚甲基丙烯酸丁酯。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種層狀微相結(jié)構(gòu)的線性驅(qū)動(dòng)器的制備方法，其特征在于，將嵌段共聚物X、嵌段共聚物Y和有機(jī)溶劑制成混合溶液是指：將嵌段共聚物X溶解在有機(jī)溶劑中得到溶液I，同時(shí)將嵌段共聚物Y溶解在有機(jī)溶劑中得到溶液II，再將溶液I與溶液II混合制成混合溶液；混合溶液中，嵌段共聚物X的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為2~20%，嵌段共聚物Y的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為2~20%。

7.采用如權(quán)利要求1~6任一項(xiàng)所述的一種層狀微相結(jié)構(gòu)的線性驅(qū)動(dòng)器的制備方法制得的層狀微相結(jié)構(gòu)的線性驅(qū)動(dòng)器，其特征在于，為纖維或樣條，基體由A層與B@C復(fù)合層交替連接而成；

A層由嵌段共聚物X和嵌段共聚物Y中A嵌段構(gòu)成；

B@C復(fù)合層由嵌段共聚物X中的B嵌段與嵌段共聚物Y中的C嵌段構(gòu)成，二者通過氫鍵或離子鍵復(fù)合。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的層狀微相結(jié)構(gòu)的線性驅(qū)動(dòng)器，其特征在于，層狀微相結(jié)構(gòu)的線性驅(qū)動(dòng)器的最大做功密度為5~100J/kg，最大收縮比為9~100%，最大應(yīng)力為0.01~0.9MPa，最大能量密度為0.1~8W/kg。