[發(fā)明專利]一種具有可逆多形狀記憶效應的超高分子量聚乙烯及其制備方法和應用

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202210585717.1
• 申請日: 2022-05-26
• 公開（公告）號: CN114919164A
• 公開（公告）日: 2022-08-19
• 發(fā)明（設計）人: 閔磊;范龍飛;甘鋒;吳清華;李垚;黨貴卿;陳開放;林俊裕;于暉
• 申請（專利權）人: 五邑大學
• 主分類號: B29C61/06
• 分類號: B29C61/06;B29C67/24;B29C43/58
• 代理公司: 廣州三環(huán)專利商標代理有限公司 44202
• 代理人: 薛夢

本發(fā)明涉及一種具有可逆多形狀記憶效應的超高分子量聚乙烯及其制備方法和應用，屬于智能聚合物材料領域。本發(fā)明提供一種具有可逆多形狀記憶效應的超高分子量聚乙烯的制備方法，包括以下步驟：(1)將原料在恒溫恒壓下熱壓，制得超高分子量聚乙烯板材；(2)將所得板材制成樣條，將所得樣條初次加熱、拉伸、降溫、去除拉伸，再次加熱、恒溫維持、降溫，得訓練后樣條；(3)將所得訓練后樣條從起始熔融溫度階段升溫至完全激發(fā)溫度恒溫保持，后階段降溫至完全結晶溫度恒溫維持，即得。經(jīng)本發(fā)明訓練、激發(fā)方法制得的可逆形狀記憶效應超高分子量聚乙烯能夠記憶多種形狀，本發(fā)明拓寬了超高分子量聚乙烯在智能材料領域的應用。

技術領域

本發(fā)明屬于智能聚合物材料技術領域，具體涉及一種具有可逆多形狀記憶效應的超高分子量聚乙烯及其制備方法和應用。

背景技術

智能材料是具有感知功能和激發(fā)功能，類似生物體那樣具有智能屬性的材料。根據(jù)材料種類的不同，智能材料可分為四類：高分子類智能材料、非金屬類智能材料、金屬類智能材料、智能復合材料。智能高分子材料是通過感受其周圍環(huán)境的變化(溫度、濕度、電場、壓力、磁場、聲波、pH、溶劑等)，并且根據(jù)環(huán)境的改變而發(fā)生響應的高分子材料，是智能材料的重要組成部分。由于上述因素改變，智能高分子材料也隨之發(fā)生如形狀、表面積、光學性能、電學性能、力學性能、識別性能的改變。分子設計和有機合成是智能高分子材料的主要制備方法，使其本身具有類似生物體的智能屬性。而形狀記憶高分子材料與自修復高分子材料是近年來研究智能高分子材料領域的熱點。

形狀記憶聚合物是智能材料的重要組成部分。形狀記憶聚合物(shape memorypolymer，簡稱SMP)受到外界的刺激，能夠產(chǎn)生可恢復的形變。形狀記憶聚合物具有“臨時形狀”和“永久形狀”兩種形狀。在一定的外力和環(huán)境條件下，能夠固定臨時形狀，通過光刺激、熱刺激、電刺激等外界刺激回復到永久形狀。根據(jù)其形狀記憶效應是否可逆可分為單程形狀記憶聚合物和雙程(可逆)形狀記憶聚合物。單程形狀記憶聚合物的形狀恢復過程不具可逆性，在外界刺激下只能從臨時形狀恢復到初始形狀。雙程(可逆)形狀記憶聚合物的形變過程是可逆的，在受到刺激后能在初始形狀和臨時形狀之間實現(xiàn)多次往復轉變。

超高分子量聚乙烯是分子量在150萬以上的聚乙烯，是一種性能非常優(yōu)異的新型功能塑料。它具有以下優(yōu)點：①耐磨損性能優(yōu)越；②沖擊強度及高；③能吸收震動沖擊和防噪聲；④摩擦系數(shù)很低；⑤不易黏附異物；⑥耐化學腐蝕；⑦工作范圍及廣；⑧無毒性、無污染、可在循環(huán)回收利用；⑨成本低廉。超高分子量聚乙烯現(xiàn)已被廣泛應用于紡織、造紙、體育、化工、包裝、農(nóng)業(yè)、建筑、醫(yī)療、過濾器材的濾芯、體育、娛樂、軍事等領域。

目前，超高分子量聚乙烯經(jīng)過訓練后已經(jīng)能夠實現(xiàn)單程形狀記憶效應和可逆形狀記憶效應，然而其可逆形狀記憶效應僅能記憶一種臨時形狀，極大程度的限制了可逆形狀記憶超高分子量聚乙烯的應用領域，因此，制備能夠可逆記憶多種形狀的超高分子量聚乙烯是目前需解決的技術問題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于克服上述現(xiàn)有技術中存在的問題，提供一種具有可逆多形狀記憶效應的超高分子量聚乙烯及其制備方法和應用。

本發(fā)明是通過下述技術方案進行實現(xiàn)的：

本發(fā)明提供一種具有可逆多形狀記憶效應的超高分子量聚乙烯的制備方法，包括以下步驟：

(1)將原料超高分子量聚乙烯粉末在恒溫恒壓下熱壓，制得超高分子量聚乙烯板材；

(2)將所得超高分子量聚乙烯板材制成樣條，將所得樣條初次加熱、拉伸、降溫、去除拉伸，再次加熱、恒溫維持、降溫，得訓練后樣條；

(3)將所得訓練后樣條從起始熔融溫度升溫至部分激發(fā)溫度恒溫維持，繼續(xù)升溫至完全激發(fā)溫度恒溫保持，后降溫至部分結晶溫度恒溫維持，繼續(xù)降溫至完全結晶溫度恒溫維持，即得；

所述部分激發(fā)溫度的個數(shù)≥0，所述部分結晶溫度的個數(shù)≥0。